Filha do rei D. Afonso V e da rainha, sua mulher, D. Isabel, a princesa foi uma criança muito aguardada, pois daria estabilidade ao reino, na condição de sucessora natural ao trono. A princesa é relembrada como sendo detentora de grande beleza e graciosidade, bem como por ter recusado vários pretendentes, um dos quais o filho de Luís VI, Rei de França.
No entanto, nunca teve intenções de casar, sendo o seu desejo desde cedo dedicar-se a uma vida religiosa. Apesar dos protestos iniciais de seu pai, acabou por tomar o hábito de religiosa. Em 1472 ingressou no Convento de Jesus, em Aveiro, cumprindo com fervor os votos de pobreza, ajudando os mais pobres com tal dedicação que não demorou a ser considerada santa pelo povo. Após o seu falecimento em 1490, foi sepultada no coro de baixo da capela do Mosteiro de Jesus, onde as suas relíquias estão guardadas até hoje.
A devoção que já lhe prestavam em vida apenas aumentou após a sua morte, sendo uma figura muito querida por todos.
Foi beatificada pelo papa Inocêncio XII, em 1693. Beata Joana de Portugal, mas chamada pelos devotos de Princesa Santa Joana, foi declarada padroeira de Aveiro em 1965.
O artista Diogo Landô inspirou-se na vida e lenda da Princesa Santa Joana, fazendo questão de visitar o Mosteiro de Jesus, onde se encontra o túmulo da Princesa, para se imbuir da essência que rodeia a sua figura. Como possível identificar, os azulejos que se encontram no chão do mausoléu foram inseridos na obra como elemento decorativo. Vários outros elementos iconográficos e históricos compõem a peça, como o retrato da Princesa, autoria do pintor Nuno Gonçalves (séc. XV), o que, juntamente com fotografia, pintura digital e colagem, levaram à criação de um novo retrato da Princesa Santa Joana.