Jej pierwszym filmem były Dzieci i Ryby w reżyserii Jacka Bromskiego w 1996 roku. Następnie Dzień Wielkiej Ryby Andrzeja Barańskiego w tym samym roku, później mała rola w Klanie aż wreszcie rola w największym Polskim filmie 99 roku tj. Ogniem i Mieczem Jerzego Hoffmana. Po udziale w ekranizacji książki Henryka Sienkiewicza Asia mogła już swobodnie przebierać wśród napływających propozycji filmowych.

Wybierała je bardzo rozważnie, czego efektem były role tylko w naprawdę wielkich produkcjach jak chociażby Pianista (2002) w reżyserii Andrzeja Wajdy, laureata wielu nagród w tym trzech Oskarów.

W 2003 roku odebrała nagrodę dla najlepszej aktorki komediowej na IV Festiwalu Dobrego Humoru w Trójmieście, a w 2004 dostała nagrodę „Wiktora” dla najlepszej aktorki za rolę w serialu Kasia i Tomek. Była laureatką konkursu “Z Cinema do Cannes”. W 2006 r. odcisnęła swoją dłoń na Bursztynowej Promenadzie Gwiazd podczas Festiwalu Gwiazd w Gdańsku. W 2007 r. została nagrodzona Telekamerą w kategorii Najlepsza Aktorka. tego samego roku otrzymała miano “Najpiękniejsza 2006″ przyznany przez magazyn “Viva!” oraz “Kobieta Roku Glamour 2006″.

W telewizyjnej “Dwójce” można było obejrzeć jej własny program “Dookoła siebie”. To drugi autorski program aktorki, wcześniej prowadziła 10 odcinkowy cykl “Ona czyli ja” w TVN Style.
Jej partnerem życiowym jest aktor Paweł Wilczak. 3 lipca 2008 roku urodziła synów bliźniaków - Jana i Franciszka.

Została uznana za “Najlepszą aktorkę w serialu obyczajowym” (Magdy Miłowicz w serialu “Magda M.”) i “Najlepsza aktorkę w filmie fabularnym (rola Sygity w filmie “Jasne błękitne okna”) na Cieszyńskim Festiwalu Filmowym w 2007 roku. Jej gra Sygity w “Jasnych błękitnych oknach” została uznana też na zachodzie. Joanna Brodzik otrzymała za nią nagrodę dla najlepszej aktorki (ex aequo z Beatą Kawką) na Międzynarodowym Festiwalu Filmowym w Madrycie.