Родился в Тячеве в Чехословакии (ныне Закарпатская областьУкраины) в еврейской семье. Во время Второй мировой войны был депортирован с семьёй в Освенцим, где в 1944 году были убиты его отец, мать и младшая сестра. После освобождения из лагеря 14-летний Лебовиц на корабле перебрался в Соединённые Штаты.
В 1977 году он получил должность преподавателя в Университете Рутгерса, где занимает престижную должность профессора Джорджа Уильяма Хилла. За годы работы в Университете Иешивы и Университете Рутгерса он общался с несколькими учёными и художниками, такими как Фумио Йошимура и Кейт Миллетт. В 1975 году он основал «Журнал статистической физики». В 1979 году он был избран президентом Нью-Йоркской академии наук. Он был одним из самых активных сторонников поддержки учёных-диссидентов в Советском Союзе, особенно учёных-отказников.
Джоэл Лебовиц внес значительный вклад в статистическую физику и математическую физику. Совместно с Элиотом Лиебом доказал, что взаимодействия типа кулоновского подчиняется термодинамическому пределу. Установил неравенства Лебовица в модели Изинга для ферромагнетиков. Его сегодняшние интересы касаются неравновесной статистической физики.
В 1975 году основал «Журнал статистической физики» (Journal of Statistical Physics), один из самых влиятельных журналов в этой области в мире.
Общественная работа
Он был одним из наиболее активных борцов за права учёных-диссидентов в СССР, и особенно учёных-отказников, входил в руководство таких организаций, как «Комитет озабоченных учёных» и Нью-Йоркская академия наук. Лебовиц оказывал давление на руководство Советского Союза, требуя соблюдение соглашений по защите прав человека, неоднократно выступал на проводившихся в Москве семинарах учёных-отказников.
21 марта2005 года на очередном ежегодном заседании Американского Физического Общества в Лос-Анджелесе Джоэлю Лебовицу была вручена медаль Николсона за гуманитарные достижения. В своём решении Общество отметило, что оно награждает Лебовица за «неустанную деятельность в течение всей его замечательной карьеры, посвящённую помощи учёным и защите их прав в различных странах мира».