Jo Hartley s-a născut în Oldham, Lancashire, și a urmat cursurile școlii North Chadderton Comprehensive School. La 11 ani, Jo Hartley a fost aleasă să joace în The Sound Of Music rolul lui Gretel. Astfel și-a descoperit pasiunea pentru actorie. Mai târziu se alătură Atelierului de Teatru din Oldham, unde rămâne timp de mai mulți ani. La doar 17 ani Jo Hartley își pierde tatăl ceea ce o determină să facă o pauză în cariera de actriță și să călătorească mai mult. După o perioadă de cinci ani în care a locuit și a muncit în Japonia, Jo Hartley a decis sa se întoarcă pe pământurile natale și la marea sa pasiune, actoria. Se alătură trupei de teatru Quetors din Ealing, Londra. În 2002, la un casting pentru un spot publicitar, Jo îl întâlnește pe regizorul Shane Meadows. Shane a invitat-o pe Jo să participe la audițiile pentru filmul Dead Man’s Shoes. Dead Man’s Shoes este primul film din cariera sa. Urmează o mulțime de roluri atât principale cât și secundare.