Die in Freiburg im Breisgau geborene Schauspielerin zählt zu den gefragtesten, vielseitigsten und ausdrucksstärksten Schauspielerinnen Deutschlands.
Direkt nach dem Abitur wurde Johanna Wokalek am renommierten „Max Reinhardt Seminar“ in Wien aufgenommen und bekam bereits während ihres dortigen Schauspielstudiums ihre erste Kinorolle angeboten: Neben Maria Schrader und Juliane Köhler brillierte sie als Ilse im Film „Aimée & Jaguar“. Es folgten verschiedene Theaterengagements in u.a. Wien und Bonn, ehe Wokalek mit ihrer Rolle im Film „Hierankl“ im Jahr 2003 endgültig der Durchbruch auf der großen Leinwand gelang.
In Bernd Eichingers Werk „Der Baader Meinhof Komplex“ spielte sie mit absolutem Feingefühl die RAF-Terroristin Gudrun Ensslin und überzeugte ebenso in der Hauptrolle der Literaturverfilmung „Die Päpstin“.
Die britische Band „Depesche Mode“ engagierte Johanna Wokalek im Jahr 2013 für die Hauptrolle in deren Musikvideo zum Song „Halo“. Weitere Filmrollen in beispielsweise „Deutschstunde“, „Suicide Tourist“, „Beckenrand Sheriff“ und „Sisi und ich“ runden ihre Wandlungsfähigkeit auf höchstem schauspielerischen Niveau ab. Seit 2022 ist sie zudem als Kommissarin Cris Blohm im „Polizeiruf 110“ im TV zu sehen.
Johanna Wokalek wurde u.a. mit dem „Bayerischen Filmpreis“, dem „Adolf-Grimme-Preis“, dem „Bambi“ und dem „Jupiter Award“ ausgezeichnet.
Die Charakterdarstellerin ist mit dem Stardirigenten Thomas Hengelbrock verheiratet. Sie haben einen gemeinsamen Sohn und leben in Paris.