1994年，乔·罗素与他的哥哥安东尼·罗素（以下简称安东尼）执导了他们的第一部电影《L.A.X. 2194》。1997年，与安东尼合作执导由Harry Eddleman、Wendy James主演的剧情电影《Pieces》   。2001年，和安东尼一同执导剧情短片《The Kiss》。

2002年，和安东尼一起执导由威廉姆·H·梅西、艾赛亚·华盛顿等联合主演的犯罪喜剧电影《欢迎来到科林伍德》   。2003年，与安东尼合作执导情景喜剧《发展受阻第一季》   ，该剧是罗素兄弟转战电视剧之后的第一部作品，罗素兄弟凭借该剧获得了第56届艾美奖喜剧类剧集最佳导演奖   。

2004年，和安东尼一同担任电影《洛城警探》的制作人。2006年，与安东尼一起执导由巴里·沃森、马修·戴维斯、里克·高莫兹联袂主演的情景喜剧《最后的单身汉》；同年，由乔·罗素和安东尼执导的爱情电影《同居三人行》上映   ，该电影由欧文·威尔逊、凯特·哈德森、马特·狄龙等人联合主演。

2007年，与安东尼一同担任爱情电影《迷恋》的制作人。2009年，和安东尼执导由切维·切斯、乔尔·麦克哈尔、爱丽森·布里等联袂主演的情景喜剧《废柴联盟第一季》   ；同年，担任剧情短片《Donkey Punch》的制作人。

2010年，和安东尼一起执导电视剧《废柴联盟第二季》。2011年，与安东尼一同执导电视剧《废柴联盟第三季》；同年，随同安东尼一起执导由扎迦利·奈顿、伊丽莎·库斯伯特合作主演的爱情喜剧《幸福终点站第一季》。2012年，由乔·罗素和安东尼执导的情景喜剧《兽医诊所》播出。

2014年，与兄弟安东尼联合执导动作电影《美国队长2》上映   ，该片由克里斯·埃文斯、斯嘉丽·约翰逊、塞巴斯蒂安·斯坦主演，乔·罗素同时在片中客串饰演神盾局局长尼克·福瑞的医生   。2015年，与路易斯·斯波西托等人共同执导由海莉·阿特维尔、詹姆斯·达西等共同主演的科幻动作剧《特工卡特第一季》   ；同年，与安东尼联合担任电视剧《工作不便第一季》的制作人，该剧由基伦·霍克斯执导。

2016年，其与兄弟安东尼合作指导的动作电影《美国队长3：内战》上映，该电影由克里斯·埃文斯、小罗伯特·唐尼、斯嘉丽·约翰逊等人主演，乔·罗素也在片中客串饰演一位死于浴缸的男人   ，该片最终获得11.5亿美元的全球票房，获得青少年选择奖最佳科幻、奇幻电影奖   。

2017年，与安东尼一同担任犯罪动作电影《战士联盟帮》的制作人。2018年1月，与安东尼一起获得了第23届斯兰丹斯电影节奠基人奖   ；4月，与安东尼联合执导的科幻动作电影《复仇者联盟3：无限战争》上映，该电影由小罗伯特·唐尼、乔什·布洛林、克里斯·埃文斯等人主演，乔·罗素也在电影里客串一位偷拍托尼·斯塔克的狗仔，但客串部分最终被删减   ；同年，与安东尼一起担任剧情电影《21座桥》的制片人   。

2019年，与安东尼一起执导喜剧电影《Ballad of the Whiskey Robber》；同年，和安东尼联合担任动作喜剧《量子侠与伍迪》的制作人；4月，其与兄弟安东尼合作执导的科幻动作电影《复仇者联盟4：终局之战》正式上映   ，该电影由小罗伯特·唐尼、克里斯·埃文斯、克里斯·海姆斯沃斯等人主演，乔·罗素在片中也客串饰演了一位与美国队长倾述心声的同性恋   ；12月，被《英国卫报》评为 “2019年度十佳导演”   。

2020年4月，由担任编剧的动作剧情片《极限营救》上线   。11月，与安东尼·罗素共同监制电影《摩苏尔》上线   。