Joshua Logan was pas drie toen zijn vader, een houthakker, overleed. Daardoor werd hij grootgebracht door zijn moeder en een stiefvader die werkte aan de Culver Military Academy. Dat zorgde er mee voor dat Logan zich daar liet inschrijven. Daarna trok hij naar de Universiteit van Princeton. Naast football en de bokssport kon hij er ook tijd spenderen aan schooltoneel. Eind de jaren ’20 werd hij als een soort van coördinator betrokken bij de University Players. Dat was een groep van acteurs en actrices die in Cape Cod tijdens de zomer toneelvoorstellingen gaven. Het waren niet van de minste, voor velen onder hen was het een belangrijke eerste stap in een succesvolle carrière: James Stewart, Margaret Sullavan, Henry Fonda en Myron McCormick waren slechts enkele van de gekend(st)e namen. Logan trouwde met Barbara O’Neil die ook deel uitmaakte van de groep maar hun huwelijk hield niet stand.

Dank zij een studiebeurs kon Logan zich inschrijven aan het Art Theatre van Moskou. Daar kreeg hij les van Stanislavsky, één van de gekendste toneeldocenten van die tijd. Toen hij in 1932 terugkeerde naar de Verenigde Staten was hij te zien in een aantal toneelstukken op Broadway maar hij regisseerde er ook een aantal van. In 1936 stond hij in voor het regisseren van de dialogen van Marlene Dietrich in The Garden of Allah, een functie die hij een jaar later nog eens opnam in History Is Made at Night.

Voor I Met My Love Again (1938) was hij mede-regisseur, het zelfde jaar dat hij als regisseur zijn eerste groot succes op Broadway te pakken had met het stuk On Borrowed Time. Door het succes was Logan zo productief (enkel op vlak van toneel dan toch want heel opmerkelijk is toch wel dat het na zijn regiedebuut in 1938 maar liefst 17 jaar (!) duurde voor hij een nieuwe langspeelfilm regisseerde) dat hij begin de jaren ’40 totaal uitgeput was en daarenboven ernstige problemen kreeg in de vorm van slapeloosheid. Het zorgde er voor dat hij meer dan een jaar doorbracht in de psychiatrie. Het was niet de laatste inzinking die Logan had, ook in de jaren ’50 kwam hij na een zware aanval van manische depressie in een gelijkaardige mentale toestand terecht. Eind de jaren ’60 kreeg hij enige controle over de problematiek door het gebruik van het medicijn lithiumcarbonaat.

Tijdens de tweede Wereldoorlog was hij aangesloten bij de Air Force Combat Intelligence en had hierna als regisseur het ene succes na het andere: Mister Roberts (waar hij ook had aan meegeschreven), South Pacific (ook al deels geschreven door hem), The Wisteria Trees (ook meegeschreven), Middle of the Night, Fanny (een herwerking van Marius, de trilogie van Marcel Pagnol) en natuurlijk het op het toneelstuk van William Inge gebaseerde Picnic met Wiliam Holden en Kim Novak, één van zijn beste films. Ook het vermelden waard : Bus Stop met Marilyn Monroe in één van haar beste rollen ooit en natuurlijk South Pacific, gebaseerd op zijn eigen toneelstuk dat onderscheiden werd met de Pulitzer prijs en uitgroeide tot één van de populairste musicals aller tijden..

In 1945 trouwde Logan met actrice Nedda Harrigan.

In de film Main Street to Broadway (1953) was Logan te zien als zichzelf.

Musicals genoten in veel gevallen zijn voorkeur alhoewel dat niet altijd tot een succes leidde, zoals bij Camelot bijvoorbeeld. Paint Your Wagon met een zingende Lee Marvin en Clint Eastwood (!) scoorde dan weer beter.

In 1977 produceerde en regisseerde hij zijn eerste nachtclub-show, één waarin hij ook zelf te zien was én waarin hij ook zelf zong.

In 1984 was Logan nog productie-consultant voor een live tv-productie van Mister Roberts.

Er werden verschillende autobiografieën uitgebracht van Joshua Logan: Josh, My Up and Down, In and Out Life (1976) en Movie Stars, Real People and Me (1978).

Joshua Logan stierf op 79-jarige leeftijd aan de gevolgen van Supranucleaire Paralyse die soms ook de ziekte van Steele-Richardson-Olszewski wordt genoemd. Het is een aandoening waarbij hersencellen langzaam afsterven met voornamelijk lichamelijke problemen tot gevolg.

Hij wordt soms ook vermeld als Josh Logan.