Joe Walker começou no departamento de filmes da BBC como editor de som. Foi progressivamente aproximando-se mais de edição de imagem, e trabalhou em diversos programas de televisão para o canal de televisão britânico, incluindo Jonathan Creek e The Lakes.

Ao longo dos anos, Joe colaborou em diversos filmes e tornou-se numa referência no mundo da edição. è um colaborador frequente de alguns dos mais aclamados realizadores atuais, tais como Steve McQueen, para quem editou Hunger (2008), Shame (2011), para o qual foi nomeado para Melhor Editor para a European Film Academy, e 12 Years a Slave (2013)pelo qual foi nomeado para um Óscar e para um BAFTA.

Em 2015 Joe Walker foi premiado com um Satellite Award para Melhor Editor pelo seu trabalho no filme Sicario (2015) – filme que marcou o inicio da sua relação profissiona com Denis Villeneuve: Walker é o editor de Arrival (2016) e ainda de Blade Runner 2049 (2017).