Johanna Wokalek, geboren am 3. März 1975 in Freiburg im Breisgau, absolvierte nach dem Abitur eine Ausbildung am Max-Reinhardt-Seminar in Wien. 1996 debütierte sie bei den Wiener Festwochen im Stück "Alma – A Show biz ans Ende" unter der Regie von Paulus Manker (später mit Wokalek fürs Fernsehen verfilmt). 1998, noch während des Studiums, spielte sie ihre erste Kinorolle in Max Färberböcks "Aimée und Jaguar", gefolgt von Rollen in der TV-Serie "Der Laden" (Regie:
Jo Baier) und dem TV-Film "Die Reise" (Regie: Pierre Koralnik). Nach dem Studium folgte ein dreijähriges Engagement am Schauspiel Bonn, danach wieder in Wien am Burgtheater.

1999 wurde Wokalek als Nachwuchsschauspielerin des Jahres ausgezeichnet, für die Hauptrolle der Lene in Hans Steinbichlers ungewöhnlichem Heimatdrama "Hierankl" erhielt sie 2003 den Bayerischen Filmpreis sowie den Förderpreis Deutscher Film Schauspiel, 2006 auch einen Grimme-Preis. Weithin bekannt wurde sie in Til Schweigers erfolgreichem Liebesdrama "Barfuss" (2005) als Psychiatriepatientin Leila, die sich hartnäckig an ihren Lebensretter hängt, um für immer bei ihm zu bleiben.

Nach einer weiteren Kinohauptrolle im metaphorischen "Social Fiction"-Drama "Weisse Lilien" war sie im Herbst 2008 in Bernd Eichingers starbesetzter Produktion von Stefan Austs RAF-Chronik "Der Baader Meinhof Komplex" unter der Regie von Uli Edel als Gudrun Ensslin zu sehen. Für diese Rolle wurde ihr 2008 ein Bambi verliehen. In Sönke Wortmanns aufwändiger Verfilmung des Historienromans "Die Päpstin" übernahm Johanna Wokalek nach einer Umbesetzung - zunächst war Franka Potente dafür vorgesehen - die Titelrolle. Der Film lief im Oktober 2009 in den Kinos an.

Im November 2010 sieht man sie in "Die kommenden Tage", Lars Kraumes düsterer Vision einer nahen Zukunft. Darin spielt Wokalek Cecilia, die sich durch ihre unglückliche Liebe zu Konstantin (August Diehl) politisch radikalisiert und in den Terrorismus abdriftet.