Ze was te gast bij onder meer het Berliner en Wiener Philharmoniker, die Wiener Symphoniker, het Symphonieorchester des Bayerischen Rundfunks, de Los Angeles Phiharmonic, het Boston Symphony Orchestra, het NDR Elbphilharmonieorchester, het Philharmonia Orchestra London, die Münchner Philharmoniker, het Orchestre National de France, het Orchestre de Paris en de Bamberger Symphoniker.

In 2020 was Joana Mallwitz de eerste vrouw die met Mozarts Così fan tutte een volledige operaproductie dirigeerde tijdens de Salzburger Festspiele. Ook boekte ze successen bij de Bayerischen Staatsoper en de operahuizen van New York, Londen, Dresden, Frankfurt en Zürich. In maart 2026 opent Mahler Chamber Orchestra onder haar leiding de Osterfestspiele Baden-Baden met een nieuwe productie van Wagners Lohengrin

Bij het Concertgebouw­orkest maakte Joana Mallwitz in juni 2023 een overtuigend debuut met Dvořáks Rusalka bij De Nationale Opera. In maart 2024 kwam bij het orkest terug met werken van Beethoven, Bartók en Kodály.

In 2019 koos het maandblad Opernwelt haar tot dirigent van het jaar. The Kurt Weill Album, haar eerste cd met het Konzerthaus-Orchester Berlin, was goed voor een Gramophone Award en een benoeming als dirigent van het jaar 2025 door OPUS Klassik.