Joplin nació el 19 de enero de 1943 en Port Arthur, Texas. La artista, que abrió nuevos caminos para las mujeres en la música rock, saltó a la fama a finales de la década de 1960 y se hizo conocida por su potente voz inspirada en el blues. Creció en una pequeña ciudad de Texas, conocida por sus conexiones con la industria petrolera y un horizonte salpicado de tanques y refinerías. Durante años, Joplin luchó por escapar de esa comunidad asfixiante y tardó aún más en superar los recuerdos de los años difíciles que pasó allí.
Desde muy joven desarrolló su amor por la música, cantaba en el coro de la iglesia y demostraba dotes como artista. Fue hija única hasta los seis años, cuando nació su hermana Laura. Cuatro años más tarde, llegó su hermano Michael. Joplin era una buena estudiante y bastante popular hasta que, a los 14 años, algunos efectos secundarios de la pubertad empezaron a manifestarse. Le salió acné y ganó algo de peso.
En la Thomas Jefferson High School, Joplin empezó a rebelarse. Rechazaba la moda de las chicas populares de finales de la década de 1950 y solía optar por llevar camisas de hombre, mallas o faldas cortas. A Joplin, a quien le gustaba sobresalir, se convirtió en objeto de burlas y en un tema popular en los chismorreos de la escuela. Algunos la llamaban "cerda", mientras que otros decían que era sexualmente promiscua.
Joplin acabó formando un grupo de amigos que compartían su interés por la música y la Generación Beat, que rechazaba las normas establecidas y ponía el énfasis en la expresión creativa (Jack Kerouac y Allen Ginsberg fueron dos de las principales figuras de este movimiento).

Musicalmente, Janis Joplin y sus amigos se inclinaban por el blues y el jazz, admirando a artistas como Lead Belly. Joplin también se inspiró en las legendarias vocalistas de blues Bessie Smith, Ma Rainey y Odetta, una de las primeras figuras destacadas del movimiento de música folclórica. El grupo frecuentaba bares de clase obrera en la cercana ciudad de Vinton, Luisiana. Al terminar la secundaria, Joplin se había ganado la reputación de ser una chica atrevida y de carácter fuerte a la que le gustaba beber y ser escandalosa.
Tras graduarse de la escuela, Joplin se matriculó en el Lamar State College of Technology en la vecina ciudad de Beaumont, Texas. Allí dedicó más tiempo a salir y beber con sus amigos que a estudiar. Al final del primer semestre, dejó la escuela. Luego asistió al Port Arthur College, donde tomó algunos cursos de secretariado, antes de mudarse a Los Ángeles en el verano de 1961. Sin embargo, este primer intento de romper con su pasado no fue un éxito, por lo que Joplin regresó a Port Arthur por un tiempo.
En el verano de 1962, Joplin se escapó a la Universidad de Texas en Austin, donde estudió arte. En Austin, Joplin empezó a actuar en folksings —reuniones musicales informales donde cualquiera puede cantar— en el campus y en Threadgill's, una gasolinera reconvertida en bar, con los Waller Creek Boys, un trío musical con el que era amiga. Con su estilo de canto potente y valiente, Joplin asombró a muchos espectadores. No se parecía a ninguna otra vocalista blanca de la época (iconos del folk como Joan Baez y Judy Collins eran conocidas por su sonido suave).
En enero de 1963, Joplin abandonó la escuela para explorar la emergente escena musical de San Francisco con su amigo Chet Helms. Pero este período en el oeste, al igual que el primero, no tuvo éxito, ya que a Joplin le costó triunfar como cantante en el área de la bahía. Hizo algunas presentaciones, incluida una actuación en un escenario secundario en el Festival de Folk de Monterey de 1963, pero su carrera no ganó mucha tracción. Luego, Joplin pasó un tiempo en Nueva York, donde esperaba tener mejor suerte en el despegue de su carrera, pero su consumo de alcohol y drogas (había comenzado a consumir regularmente speed, o anfetamina, entre otras drogas) resultó perjudicial para sus aspiraciones musicales. En 1965, dejó San Francisco y regresó a casa en un esfuerzo por recuperarse.

De vuelta en Texas, Joplin se tomó un descanso de la música y de su estilo de vida fiestero, se vistió de forma conservadora, se recogió el pelo largo y a menudo desordenado en un moño e hizo todo lo posible para parecer una chica de bien. Pero la vida convencional no era para ella, y su deseo de perseguir sus sueños musicales no se mantendría sumergido por mucho tiempo.

Joplin regresó lentamente a las actuaciones, y en mayo de 1966, fue reclutada por su amigo Travis Rivers para audicionar para una nueva banda de rock psicodélico con sede en San Francisco, Big Brother and the Holding Company. En ese momento, el grupo era gestionado por otro viejo amigo de Joplin, Chet Helms. Big Brother, cuyos miembros incluían a James Gurley, Dave Getz, Peter Albin y Sam Andrew, formaba parte de la floreciente escena musical de San Francisco de finales de la década de 1960; entre las otras bandas involucradas en esta escena se encontraba Grateful Dead.

Joplin deslumbró a la banda durante su audición y rápidamente le ofrecieron unirse al grupo. En sus primeros días con Big Brother, cantaba solo unas pocas canciones y tocaba la pandereta de fondo. Pero no pasó mucho tiempo antes de que Joplin asumiera un papel más importante en la banda, ya que Big Brother desarrolló un gran número de seguidores en el área de la Bahía. Su aparición en el ahora legendario Festival Pop de Monterey en 1967 —específicamente su versión de "Ball and Chain" (hecha famosa originalmente por la leyenda del R&B Big Mama Thornton)— le dio al grupo un mayor reconocimiento. Sin embargo, la mayor parte de los elogios se centraron en las increíbles habilidades vocales de Joplin.

Impulsada por la heroína, las anfetaminas y el bourbon que bebía directamente de la botella durante las actuaciones, el estilo sexual desenfrenado de Joplin y su sonido crudo y valiente hipnotizaron al público, y toda esta atención causó cierta tensión entre Joplin y sus compañeros de banda.
Después de escuchar a Joplin en Monterey, el presidente de Columbia Records, Clive Davis, quiso contratar a la banda. Albert Grossman, quien ya manejaba a Bob Dylan, The Band y Peter, Paul & Mary, luego se unió como representante de la banda y logró sacarlos de otro contrato discográfico que habían firmado anteriormente con Mainstream Records.
Si bien sus grabaciones para Mainstream nunca encontraron mucha audiencia, el primer álbum de Big Brother para Columbia, Cheap Thrills (1968), fue un gran éxito. Aunque el álbum fue increíblemente exitoso —convirtiéndose rápidamente en disco de oro con canciones como "Piece of My Heart" y "Summertime"—, su creación había sido un proceso desafiante, causando aún más problemas entre Joplin y los otros miembros de la banda. (El álbum fue producido por John Simon, quien hizo que la banda grabara toma tras toma en un intento de crear un sonido técnicamente perfecto).
Cheap Thrills ayudó a solidificar la reputación de Joplin como una cantante de rock blues única y dinámica. A pesar del éxito continuo de Big Brother, Joplin se estaba frustrando con el grupo, sintiendo que estaba siendo frenada profesionalmente.
Tras una histórica actuación en Woodstock (agosto de 1969), Joplin lanzó su primer trabajo en solitario, I Got Dem Ol' Kozmic Blues Again Mama!, en septiembre de 1969, con la Kozmic Blues Band. Algunas de las canciones más memorables del proyecto fueron "Try (Just a Little Bit Harder)" y "To Love Somebody", una versión de una canción de los Bee Gees. Pero Kozmic Blues recibió críticas mixtas, y algunos medios de comunicación criticaron personalmente a Joplin.

Joplin luchó con su decisión de dejar Big Brother, ya que sus compañeros de banda habían sido como una familia para ella, pero finalmente decidió separarse del grupo. Tocó con Big Brother por última vez en diciembre de 1968.

Sintiéndose con una presión única para demostrar su valía como artista femenina solista en una industria dominada por hombres, las críticas causaron angustia a Joplin. "Fue un momento bastante difícil para mí", dijo más tarde en una entrevista con Howard Smith de The Village Voice. "Era muy importante, ya sabes, si la gente me iba a aceptar o no". (La entrevista de Joplin con Smith fue la última; tuvo lugar el 30 de septiembre de 1970, solo cuatro días antes de su muerte). Fuera de la música, Joplin parecía luchar con el alcohol y las drogas, incluida una adicción a la heroína.

El siguiente álbum de Joplin sería el más exitoso, pero, trágicamente, también el último. Grabó Pearl con la Full Tilt Boogie Band y escribió dos de sus canciones, la potente y rockera "Move Over" y "Mercedes Benz", una parodia del consumismo al estilo góspel.

Después de una larga lucha con el abuso de sustancias, Joplin murió de una sobredosis accidental de heroína el 4 de octubre de 1970, en el Landmark Hotel de Hollywood. Completado por el productor de Joplin, Pearl fue lanzado en 1971 y rápidamente se convirtió en un éxito. El sencillo "Me and Bobby McGee", escrito por Kris Kristofferson, un antiguo amor de Joplin, alcanzó la cima de las listas.
A pesar de su prematura muerte, las canciones de Janis Joplin siguen atrayendo a nuevos fans e inspirando a artistas. A lo largo de los años se han lanzado numerosas colecciones de sus canciones, como In Concert (1971) y Box of Pearls (1999). En reconocimiento a sus importantes logros, Joplin fue incorporada póstumamente al Salón de la Fama del Rock and Roll en 1995, y honrada con el Premio a la Trayectoria de la Academia de Grabación en los Premios Grammy de 2005.
Apodada la "primera dama del rock 'n' roll", Joplin ha sido objeto de varios libros y documentales, incluyendo Love, Janis (1992), escrito por su hermana Laura Joplin. Ese libro fue adaptado a una obra de teatro del mismo título. El documental de Amy Berg, Janis: Little Girl Blue, se estrenó en el Festival de Cine de Toronto en septiembre de 2015.