Játékát a szakírók szerint a tökéletes technikai tudás mellett az érzelmi telítettség jellemzi. A New York állambeli Uticában született, édesapjának hangszerüzlete, hatalmas joebonamassaphotolemezgyűjteménye volt, így könnyen "ragadt rá" a zene. Négyéves korában vett kezébe először gitárt, hatéves korában pedig megtanulta Jimi Hendrix Voodoo Child című klasszikus számát. Még nem volt 12 éves, amikor B. B. King előtt lépett fel, és a nyáron Magyarországon fellépő blueslegendával később együtt is turnézott.
A 14 éves korában alakult Bloodline nevű zenekarában Miles Davis fiával, Erinnel és Waylon Kriegerrel, a Doors egykori gitárosának fiával játszott együtt.
Első saját lemeze 2000-ben jelent meg A New Day Yesterday címmel. Közreműködői között volt Gregg Allman, Rick Derringer és Leslie West. Ezt 2002-ben a rockosabb So, It's Like That követte, majd 2003-ban a Blues Deluxe című album hozta meg az igazi sikert számára, amellyel vezette a Billboard blues-listáját. A lemez három saját szerzemény mellett feldolgozásokat tartalmaz B.B. Kingtől, John Lee Hookertől, Elmore Jamestől és Albert Collinstól. A 2005-ben megjelent Had To Cry Today című lemeze az Album Of The Year címet kapta a világ egyik legismertebb blueszal foglalkozó internetes oldalának, a BluesWax olvasóitól. A You And Me című lemezével ismét a Billboard blues-slágerlistájának élére került. Sloe Gin című lemeze 38 héten át szerepelt a Billboard tízes listáján.
A Guitar Player Magazine olvasói kétszer is az év bluesgitárosának választották Joe Bonamassát. A kitűnő gitáros tagja a Blues Foundation szervezetnek, szóvivője a Blues In The Schools programnak.
Összesen 11 albuma jelent meg eddig, a legutóbbi, a Black Rock, melyet az év elején rögzített.