Jo Walton est née le {{Date de naissance}} à Aberdare au Pays de Galles. Elle a fait ses études à Aberdare (à la Park school puis à l'Aberdare Girls’ Grammar School). Ensuite elle a vécu une année à Cardiff (où elle fréquenta la Howell's School Llandaff). Elle partit alors dans le Shropshire (Oswestry School) et termina ses études à l'université de Lancaster.
Après avoir passé deux ans à Londres, elle repartit dans le Lancaster, et en 1997 elle s'installa à Swansea qu'elle quitta en 2002 pour le Canada.
Depuis la publication de son premier roman, elle habite Montréal au Québec. Elle a un fils et son second mari est natif d'Irlande.
Jo Walton parle couramment Gallois, « sa seconde langue maternelle », qu'elle a étudié depuis l'âge de cinq ans et jusqu'à ses seize ans. Sa grand mère était une enseignante et traductrice de Gallois reconnue.
Jo Walton écrit depuis l'âge de treize ans. Elle n'a été publiée qu'en 2000 avec la parution de son premier roman, The King's Peace. Avant cela, elle a écrit dans des fanzines avec son premier mari Ken Walton.