Жозефина родилась в 1906 году в американском Сент-Луисе. Ее отец, барабанщик в водевиле, вскоре после рождения дочери бросил семью. Мать девочки, у которой было еще трое детей, вышла замуж, но ни она, ни ее новый муж не могли содержать семью.
Поэтому Жозефина рано «повзрослела» и с восьми лет начала убирать и присматривать за детьми в домах богатых «белых» семей, где чернокожей девочке часто напоминали, чтобы она ни в коем случае не целовала детей.
В возрасте тринадцати лет Жозефина сбежала из дома и начала работать официанткой в клубе Old Chauffeur’s Club. В это время она вышла замуж в первый раз, но брак продлился всего несколько недель. Затем последовали три других брака: второй в 1921 году (когда девочке было 15 лет) - с Вилли Бейкером, американцем, фамилию которого Жозефина решила оставить после развода; третий - в 1947 году с сицилийцем Джузеппе Пепито Абатино; и последний в 1947 году с руководителем ее оркестра французом Жо Буйоном, с которым Жозефина и воспитала 12 приёмных детей.
Поскольку Жозефина с детства жила вдали от своей семьи, это позволило ей заниматься тем, что делать то, что ей действительно нравилось - танцевать. Она начала выступать на улицах и в клубах. В 1919 году 13-летняя Жозефина уже гастролировала по Соединенным Штатам с Dixie Steppers и Jones Family Band, исполняя комедийные сценки. Ее карьера всегда шла в гору. Во время Гарлемского Ренессанса (период расцвета афроамериканской культуры в 1920-е - 1930-е годы) Жозефина Бейкер переехала в Нью-Йорк и в одночасье стала популярной в 1923 году, выступив в бродвейском мюзикле Shuffle Along в составе хора. В это время она также стала известной в клубе Plantation Club, где зрители просто обожали ее.
Несмотря на то, что она была талантливой и известной, Жозефина сполна хлебнула всех прелестей расизма. Цвет ее кожи часто являлся причиной того, что ей отказывали в выступлении во многих шоу, и когда она девушка окончательно устала от этого, то просто покинула Америку. Позже она объяснила свое решение: «Однажды я поняла, что живу в стране, где боялась быть черной. Это была только страна для белых людей. Черные там были лишними. Поэтому я и уехала, потому что задыхалась в Соединенных Штатах... Многие из чернокожих уехали не потому, что хотели этого, а потому, что они больше не могли терпеть подобное... Я почувствовала себя свободной в Париже».
Бейкер влюбилась в Париж с первого взгляда. Она получила во Франции гораздо более гуманное обращение, чем в своей родной стране. И более того! Франция дала ей возможность стать одним из самых популярных артистов в Европе. Бейкер впервые очаровала французскую публику, исполняя «Danse Sauvage» с партнером по танцам Джо Алексом в Театре Елисейских Полей. Изначально она выступала в юбке из перьев, но прославилась, сыграв в спектакле под названием La Folie du Jour в театре Фоли-Бержер в своем самом известном наряде - юбке с 16 бананами.
Ее основными конкурентками были Мэри Пикфорд и Глория Свенсон, а Грейс Келли позже стала одной из ее самых близких подруг. К 1927 году Жозефина стала самой фотографируемой женщиной в то время и самой высокооплачиваемой артисткой в Европе. А в начале 30-х годов она снялась в двух фильмах «Принцесса Там-Там» и «Зу-Зу». Но, несмотря на всю свою любовь к Франции, Бейкер скучала по родине и ненадолго вернулась в Соединенные Штаты в 1936 году, чтобы выступить с шоу Ziegfeld Follies, но это оказалось опрометчивым решением. Шоу ждал полный провал, и убедившись еще раз, что по ней совершенно никто не скучает дома, Бейкер отправилась обратно в Париж.
Когда началась Вторая мировая война, вместо того, чтобы благополучно эвакуироваться со своей семьей, Бейкер работала на Красный Крест и Французское Сопротивление. Формально она выступала перед войсками на Ближнем Востоке и в Африке, а неофициально на самом деле тайно переправляла сообщения. В конце войны Бейкер была награждена медалями Сопротивления (с розеткой) и Освобождения, а также знаком Военного Креста. В 1961 году французское правительство удостоило Жозефину ордена Почетного легиона за ее усилия и преданность делу.
А потом танцовщица начала усыновлять детей. Первые двое были японцами, после чего последовали 10 других людей из совершенно разных этнических групп. Бейкер часто брала «Радужное племя», как она назвала своих детей, с собой в турне или путешествия по Европе и США. Она также очень любила животных, из которых больше всего запомнилась ее домашняя любимица Чикита - гепард, который спал с ней в постели, ездил с танцовщицей в машине и путешествовал с ней по всему земному шару. Также у нее дома жили козел Туту и свинья Альберта, которую Бейкер очень любила.
Несмотря на ее славу в Европе и богемную парижскую жизнь, Бейкер часто возвращалась в Соединенные Штаты в 1950-х годах, участвуя в демонстрациях и бойкотах против расовой дискриминации, а также поддерживая Движение за гражданские права. В марте 1963 года в Вашингтоне Бейкер стояла рядом с Мартином Лютером Кингом-младшим и была одним из самых рьяных ораторов на трибуне. За ее усилия NAACP назвал 20 мая «Днем Жозефины Бейкер».
И в 1973 году ее заветное желание наконец осуществилось. Жозефина Бейкер выступала в Карнеги-холле в Нью-Йорке, и ее встретили овациями. Несмотря на тысячи поклонников, которые обожали ее в Европе, то, что артистку наконец оценила публика на ее родине, заставило Бейкер заплакать на сцене.
Когда ей исполнилось 68 лет, Джозефина Бейкер представила премьеру в театре Бобино в Париже, после чего она получила один из лучших обзоров в своей карьере. Несколько дней спустя Бейкер впала в кому и умерла от кровоизлияния в мозг. На похороны пришло 20 000 человек, а французское правительство оказало ей воинские почести. Бейкер стала первой американкой, которую похоронили во Франции под салют 21 ружей.