Sigurðardóttir studerede ved Verzlunarskóli Íslands, en privat, videregående skole. Efter bestået eksamen i 1960 blev hun ansat som stewardesse i det daværende islandske flyselskab Loftleiðir. Hun var formand for Islands kabineansattes fagforening i 1966 og 1969.  Hun blev valgt til Altinget i 1978 for Alþýðuflokkurinn, som senere blev til Alliancen. Hun var næstformand i Altinget i 1979 og 1983–1984. Hun blev valgt som næstformand i Alþýðuflokkurinn i 1984 og besad denne stilling indtil 1993. Jóhanna var også socialminister i fire forskellige regeringer mellem 1987 og 1994. Efter altingsvalget 2007 blev hun igen socialminister i 2007, da Selvstændighedspartiet og Alliancen dannede en ny regering ledet af Geir H. Haarde. Jóhanna Sigurðardóttir var gift med Þorvaldur Steinar Jóhannesson, med hvem hun har to sønner (f. 1972 og 1977). De blev senere skilt. I 2002 indgik hun registreret partnerskab med forfatterinden Jónína Leósdóttir (født 1954).