Activa en la época del cine clásico de Hollywood, actuó en filmes como High Sierra, Sergeant York, y Yanqui Dandy.

Empezaron a actuar frente al público en números en los que también cantaban y bailaban.

[3]​ Leslie se sumó al dúo a los dos años y medio, siendo pronto capaz de tocar el acordeón.

[3]​[6]​ En esa época, Leslie recibió formación en escuelas católicas de Detroit, Toronto, y Montreal.

[8]​ Su primer papel en el cine llegó con el film Camille (1936), un drama romántico protagonizado por Greta Garbo y Robert Taylor.

Leslie volvió a Hollywood con el resto de su familia, trabajando para diferentes estudios como actriz independiente,[6]​ aunque con mayor frecuencia para RKO Pictures.

Por ello, durante el resto del rodaje, Wellman reemplazó a Joan Leslie con su hermana Mary.

[12]​ Leslie consiguió su primer papel con créditos, el de Betsy Phillips, en Winter Carnival (1939).

Consiguió el papel gracias a que era capaz de llorar en el momento justo.

[19]​ Sergeant York fue un éxito de taquilla y crítica, siendo la producción con mayor recaudación.

[22]​ Leslie hizo una prueba para la película de Paramount Pictures Holiday Inn (1942), pero Warner Bros.

La primera fue The Hard Way, que protagonizaban Ida Lupino y Dennis Morgan.

Leslie fue considerada posible intérprete del papel de Tessa en The Constant Nymph (1943), donde hubiera trabajado con Errol Flynn.

[32]​ Durante la Segunda Guerra Mundial, trabajó con regularidad como voluntaria en la Hollywood Canteen, donde bailaba con militares y firmaba cientos de autógrafos.

[33]​ Con la ayuda de Oscar Cummings, su abogado, pleiteó con Warner Brothers para dar por finalizado su contrato.

La primera fue Repeat Performance (1947), un film negro en el que interpretaba a una actriz de Broadway.

Sin embargo, ella continuó haciendo actuaciones esporádicas en diversas producciones televisivas, que compatibilizaba con la formación de sus hijas.

[6]​ Ella se retiró de la interpretación en 1991, tras rodar el telefilm Fire in the Dark.

[43]​ Leslie se dedicó al negocio del diseño de ropa, con una marca propia.