Joan Carol Dennison (2 de Abril de 1948) nasceu em Baltimore, Maryland (EUA).
Filha de um engenheiro aeronáutico, desenvolveu precocemente o interesse pela astronomia, sua grande paixão de infância. Durante o ensino médio descobriria a ficção cientifica, assumindo o lugar da astronomia, principalmente influencida pelo estilo de André Norton.
Vinge estudou Artes na Faculdade, mas acabou mudando de especialização, para Antropologia, e recebeu um grau BA da Universidade de San Diego em 1971. Logo após, trabalhou como arqueóloga no Condado de San Diego.
Vinge foi casada duas vezes: primeiro com o colega autor de ficção científica e matemático Vernor Vinge, e depois com o editor de FC James Frenkel. Com Vernor e Frenkel possui dois filhos cada, e vive em Madison, Wisconsin. Ela ensinou no Seminário Clarion várias vezes, "tanto o Oriente e o Ocidente". Além de escrever, Vinge também faz e vende bonecas.
Robert A. Heinlein, em parte, dedicou seu romance "Friday" (1982) para Joan.
O romance "A Rainha de Gelo" ('Snow Queen') ganhou o Prêmio Hugo de Ficção Científica em 1980. "Olhos de Âmbar" (Eyes of Amber) ganhou o Prêmio Hugo de 1977; a autora também recebeu indicações para várias prêmiações: Hugo, Nebula, John W. Campbell Award, New Writer, etc. "Psion" foi nomeado Melhor Livro para Jovens Adultos pela American Library Association.
Nas décadas de 80 e 90 Vinge ficou muito ocupada com a produção de novelizações a partir dos roteiros de filmes de grande bilheteria, como 'Mad Max Beyond Thunderdome', 'Dune', 'Ladyhawke', 'Willow', 'Santa Claus: The Movie', 'Lost in Space' e uma série de outros. Ela também fez adaptações para livros infantis, como 'Star Wars: Retorno do Jedi Storybook',que ganhou o Prêmio North Dakota Children's Choice de 1984.
Nos primeiros anos de sua carreira Vinge ganhou a reputação de ser uma das poucas mulheres autoras de ficção científica hard, e ela era uma freqüente colaboradora da Analog, certamente a publicação mais dedicada a esse estilo de FC. No entanto, ao mesmo tempo, suas histórias têm abordado temas menos científicos, como estruturas sociais - o que não surpreende, dada a sua formação de antropóloga.
Em 2 de março de 2002, Vinge ficou gravemente ferida em um acidente de carro que a deixou com danos cerebrais "menores, mas debilitantes" que, junto com a fibromialgia, a deixou incapaz de escrever. Ela se recuperou a ponto de ser capaz de retomar a escrita em torno do início de 2007 , e seu primeiro livro novo pós-acidente é a novelização de 2011 do filme "Cowboys & Aliens".