Joan O'Brien est une actrice et chanteuse américaine, de son nom complet Joan Marie O'Brien, née le 14 février 1936 à Cambridge (Massachusetts).
Active principalement comme chanteuse, Joan O'Brien mène par ailleurs une brève carrière d'actrice au cinéma, contribuant à dix films américains (dont trois westerns et deux films musicaux), sortis entre 1958 et 1965. Dans Opération Jupons (1959) de Blake Edwards, elle est la future épouse gaffeuse de Cary Grant. Puis elle personnifie Susanna « Sue » Dickinson (en), unique survivante (avec sa fille) du siège de Fort Alamo, dans Alamo (1960) de (et avec) John Wayne — qu'elle retrouve avec son film suivant, Les Comancheros (1961) de Michael Curtiz —.
Parmi ses autres partenaires au grand écran, citons Audie Murphy (Six Chevaux dans la plaine d'Harry Keller, coproduction américano-philippine de 1962), Jerry Lewis (L'Increvable Jerry de Frank Tashlin en 1962), ou encore Elvis Presley (Blondes, Brunes et Rousses de Norman Taurog en 1963).