La mezzo-soprano américaine Joyce DiDonato (née Flaherty) est née le 13 février 1969 à Prairie Village, dans la banlieue de Kansas City. Elle est la sixième d’une famille de sept enfants. La musique a une place importante dans sa famille  : enfant déjà, elle s’implique dans la chorale de son école et apprend le piano. Au lycée, elle chante dans des comédies musicales. Elle étudie la musique à la Wichita State University au Kansas en 1988. Elle souhaite alors devenir professeur de musique. Cependant, elle développe un réel intérêt pour l’opéra. Le moment décisif survient en 1990, quand elle tombe par hasard sur Cecilia Bartoli chantant l’air « Una voce poco fa » du Barbier de Séville de Rossini à la télévision. Peu après, elle se produit dans des spectacles locaux, notamment dans La Chauve-souris de Johann Strauss. Une fois diplômée, elle poursuit sa formation à l’Academy of Vocal Arts de Philadelphie, puis rejoint en 1995 le programme d’été de l’Opéra de Santa Fe où elle fait ses débuts sur scène dans des petits rôles (sa première apparition est un rôle d’esclave d’une ligne dans Salomé de Strauss). Elle rejoint ensuite le programme d’apprentissage du Houston Grand Opera de 1996 à 1998. C’est un moment de transition un peu difficile pour DiDonato, qui s’aperçoit qu’elle doit revoir totalement sa technique vocale.

Sa carrière démarre réellement durant la saison 1998/1999 avec Resurrection, une création contemporaine de Tod Machover où elle tient le rôle féminin principal au Houston Grand Opera. La saison suivante, elle y revient dans une œuvre contemporaine : Les Quatre filles du docteur March de Marc Adamo où elle chante Meg. Elle chante ensuite Cherubino dans Les Noces de Figaro de Mozart à Santa Fe et Isabella dans L’Italienne à Alger de Rossini au New Israeli Opera. En 2000, elle auditionne dans toutes les grandes scènes d’Europe. Au bout de son treizième essai à l’Opéra de Paris, elle décroche le rôle de Rosine dans Le Barbier de Séville en 2002, celui même qui lui avait donné envie de devenir chanteuse douze ans plus tôt. La carrière de Joyce DiDonato décolle alors. Elle fait ses débuts à la Scala la saison suivante dans la Cenerentola de Rossini (Angelina). Elle débute également au Dutch National Opera dans Così fan tutte de Mozart et au Bayerische Staatsoper dans Jules César de Haendel (Sextus). 

Le succès se confirme la saison suivante et lui ouvre les portes du Royal Opera House dans La Petite renarde rusée de Janacek (le Renard) et du Festival de Pesaro dans le rôle-titre d’Adina. Elle reprend le rôle de Rosine en 2003/2004 à San Francisco et chante Idoménée de Mozart (Idamante) au Festival d’Aix-en-Provence. Elle débute enfin au Metropolitan en 2005, dans le rôle de Cherubino (Les Noces), avant d’y chanter Roméo et Juliette de Gounod (Stéphano). En 2006, elle débute au Teatro Real dans le rôle du Compositeur dans Ariane à Naxos de Richard Strauss, et prend le rôle-titre de Cendrillon à Santa Fe, ainsi que le rôle de Sesto dans La Clémence de Titus à Genève. Elle y retourne l'année suivante pour prendre le rôle-titre d'Ariodante, puis fait ses premiers pas au Lyric Opera of Chicago dans le rôle de Rosine (Le Barbier). Lors d’une performance du Barbier de Séville au Royal Opera House en 2009, elle se fracture la jambe droite après une chute malencontreuse dès le premier acte. Elle mène pourtant la performance jusqu’au bout, tenant sur des béquilles. Elle n’annule aucune des performances suivantes, chantant le rôle en fauteuil roulant. En 2010, elle chante Adalgisa dans Norma à Salzbourg. 

Joyce DiDonato fait évoluer progressivement son répertoire vers des rôles exigeant une tessiture de mezzo-soprano dramatique. Ainsi, elle chante le rôle-titre de Marie Stuart de Donizetti à Houston en 2012, et Elena dans La Donna del lago au Royal Opera House un an plus tard. Engagée, elle refuse par la suite une invitation du Novaya Opera de Moscou en protestation contre des lois qu’elle juge homophobes. Elle est une habituée du récital : durant la saison 2014/2015, elle est l’artiste « Perspectives » en résidence au Carnegie Hall et également au Barbican. En plus de son répertoire habituel, elle a coutume de clore ses récitals avec un rappel de « Over the rainbow » du Magicien d’Oz, en référence à son Kansas natal. Elle chante d’ailleurs cet air durant le concert de Paris réunissant quatre cent mille personnes devant la tour Eiffel le 14 juillet 2015. Elle prend le rôle de Charlotte dans Werther de Massenet en 2016 au Théâtre des Champs-Élysées. Elle se rend ensuite à Salzbourg et y prend le rôle de Rebecca dans Il Templario d’Otto Nicolai. Elle tient en 2017 le rôle-titre de Sémiramide de Rossini à l’Opéra de Munich. Elle chante également Sextus dans La Clémence de Titus de Mozart en concert au Festival Baden-Baden, aux côtés de Rolando Villazon. La même année, elle prend le rôle de Didon dans Les Troyens à l'occasion d'un concert événement à la Philharmonie de Strasbourg (dont l'enregistrement est couronné aux Victoires de la musique l'année suivante). En 2018, elle se rend au Théâtre Royal de Madrid en Helen Prejean dans Dead Man Walking de Jake Heggie. En 2019, elle prend le rôle-titre d’Agrippine à Madrid.  

En 2020/2021, Joyce DiDonato proposera de nombreux récitals tout au long de la saison. Elle retrouvera par ailleurs son rôle d'Helen Prejean dans Dead Man Walking au Met en avril.