Fille de Lolita (née Hayes) et de Charles Rosher un pionnier du cinéma muet, directeur de la photographie et le caméraman préféré de Mary Pickford. Nancy Ann Rosher voit le jour le 10 juillet 1913 à Porteville dans l'État de Californie. Elle a un frère cadet Charles Rosher Jr.

Elle fait ses premières apparitions à deux ans comme bébé dans le court métrage d'Universal Pictures « The Mad Maid of the Forest » (1915) de Jack J. Clark et aussi dans « Hearts Aflame » (1915) de Herman Wolkof présenté sous le nom de Dorothy Rosher.

Elle est devenue une enfant star dans plusieurs films aux cotés de Mary Pickford notamment sa copine dans « La petite princesse » (1917) de Marshall Neilan avec Zasu Pitts ; « Papa longues jambes » (1919) de Marshall Neilan ; une petite fille dans un orphelinat avec Mary ; suivi de sa copine dans « Pollyanna » (1920) de Paul Powell, un jour en voulant sauver un enfant Mary est renversée par une voiture et devient paralysée elle sera sauvée par le brave Dr Tom Chilton (Herbert Prior) ; à huit ans elle fera une dernière apparition aux cotés de Mary Pickford qui tient le rôle titre dans « Le petit Lord Fauntleroy » (1921) d’Alfred E. Green et Jack Pickford.

Contrairement à beaucoup d'enfants stars Joan Marsh passa le cap de l'enfant acteur vers des rôles d'adultes sans problème, dotée d'une belle voix elle n'a eu aucun mal à faire la transition des films muets aux films sonores.

Après sa scolarité, l’adolescente revient à l'écran dans les années 30 où elle joue principalement des comédies légères et se voit désignée comme l'une des WAMPAS Baby Star de l'année 1931. Blonde platine aux traits fins, les yeux bleus et à la voix douce, elle fut souvent comparée avec l'étoile de l'écran Jean Harlow.

Dans « Un homme sur mesure » (1931) une comédie légère et romantique de Sam Wood on assiste à ses déboires romantiques où elle est ardemment courtisée par un pauvre journaliste (William Janney) et par un riche anglais idiot (Claud Allister).

De 1932 à 1933 Joan Marsh apparaît dans une dizaine de films mais elle est rarement crédité au générique. Citons toute fois la comédie fraîche et impertinente « Bachelor's Affairs » (1932) d’Alfred L. Werker dans laquelle Adolphe Menjou un riche playboy d'une quarantaine d'années qui commet l'erreur d'épouser Eva, (Joan Marsh) une jeune fille en fleurs, insipide d'une vingtaine d'années réalisant qu'il n'est pas à la hauteur de son activité physique débordante, il cherche un homme convenable avec qui elle pourrait s'enfuir afin qu'il puisse divorcer et retrouver sa sérénité.

Elle prouve également ses talents dramatiques en jouant Betty, la sœur naïve de Terry (Marian Marsh) elle quitte sa campagne, pour vivre avec sa sœur, Terry la met en garde contre le désir des hommes et de l’âppat des grandes villes dans « Fille audacieuses » (1934), une comédie signée Christy Cabanne où le suspense se déroule avec une intensité dramatique.

Suivi d'une comédie légère « Dollars et whisky » (1935) d’Erle C. Kenton, Joan est amoureuse de Bob ( Buster Crabbe) dont son père (W.C. Fields) est un incorrigible buveur, la mère de Joan ne veut rien savoir de ce grossier personnage, celui-ci deviendra riche en vendant sa dernière invention, des pneus increvables et nos deux amoureux pourront se marier. Dans un registre plus austère, un mélodrame familial « Mariage brillant » (1936) de Phil Rosen, lorsque Madge (Joan Marsh) découvre qu'elle a été adoptée et que sa mère biologique était une meurtrière, honteuse, elle s'enfuit de chez elle et tombe amoureuse d’un homme pas très recommandable (Ray Walker).

Joan Marsh est de petite taille 1m57 et menue, c’est sans doute la raison pour laquelle William A. Seiter la choisit malgré ses 24 ans pour lui faire jouer Cuddles une collégienne sensuelle et provocante dans une bluette « La vie commence au collège » (1937), elle est amoureuse d'une star du football du lycéee Bob Hayner (Dick Baldwin) mais celui-ci est plutôt attiré par Janet (Gloria Stuart) ce qui déclenche de petites querelles amoureuses.

Erle C. Kenton lui offre le rôle le plus conséquent de sa carrière avec le mélodrame « The Lady Objects » (1938) Bill (Lanny Ross) accompagne ses amis dont June (Joan Marsh) dans une boîte de nuit de New York, après une soirée bien arrosée June finit la soirée chez Bill, en état d'ébriété elle s'étrangle accidentellement, Bill est accusé de meurtre et se voit défendre par son ex-épouse (Gloria Stuart).

Elle se défoule ensuite dans florilège de blagues, d'aventures loufoques et de chansons pétillantes avec « En route pour Zanzibar » (1941) de Victor Schertzing, où les deux compères (Bing Crosby et Bop Hope) sont les invités d'honneur d'un festin cannibale au cœur de l'Afrique, un duo d'artistes de Brooklyn (Dorothy Lamour et Una Merkel) qui se prêtent aux larcins et Joan Marsh qui est l’assistante de l'acte Human Cannonball qui déclenche au premier essai un incendie dans la jungle.

Après s’être éclatée dans ce divertissement on la voit plus sérieuse dans le sérial en 15 épisodes « Secret Service in Darkest Africa » (1943) de Spencer Gordon Bennett où elle tient le rôle d'une journaliste britannique dans un groupe d'agents des services secrets américains qui se rend en Afrique pour infiltrer un réseau d'espionnage nazi avec entre autre Rod Cameron un agent américain et Kurt Kreuger et Frederic Brunn deux agents nazis.

A 31 ans Joan Marsh termine sa carrière avec un policier assez nerveux « Follow the Leader » (1944) de William Beaudine elle est Milly, une artiste d’une boîte de nuit, la sœur de Muggs (Leo Gorcey) l'un des membres des East Side Kids ancien militaire qui infiltrent une bande d'escrocs pour aider un ami accusé du vol de fournitures médicales.

Longtemps sous contrat avec la MGM, Joan Marsh n'a jamais réussit à atteindre le statut de star à part entière cependant, sans démérité, elle s’est hissée à la postérité en promenant sa distinction naturelle dans une cinquantaine films avec de nombreuses variantes.

Coté vie privée : Après un premier mariage avec le scénariste et journaliste américain Charles Belden de 1938 à 1943 rencontré en 1937 lors du tournage de « Charlie Chan à Broadway », Joan Marsh convole ensuite avec le capitaine de l'armée John DW Morrill de 1943 à 1994.

Retirer définitivement des studios, elle devient propriétaire d’un magasin de papeterie sous le label Paper Unlimited en Californie du Sud.

L’actrice est décédée le 10 août 2000 sans précision à l'âge de 87 ans à Ojai une ville du comté de Ventura, en Californie.

W.C. Fields, Adrienne Ames, Buster Crabbe et Joan Marsh, dans le film de 1934 : Dollars et whisky