Lorsqu'il arrive en formule 1, Joachim Winkelhock profite de son nom bien connu en Formule 1 et de sa notoriété grandissante. Joachim est en effet le jeune frère de Manfred Winkelkhock, prometteur pilote Allemand au début des années 1980, décédé en 1985.

Il débute en compétition avec la coupe Renault R5 de 1979 à 1981. En 1982, il passe en monoplaces avec la Formule Ford 1600. Mais il faut attendre 1986 pour voir Joachim décrocher un titre : dans la coupe Porsche 944 Turbo en l'occurrence.

Et c'est le déclic pour « Smoking Jo » : grimpant en F3 Allemande, il termine vice-champion dès sa première saison en 1987. L'année suivante, il décroche logiquement le titre de champion de F3 Allemande.

Repéré par l'équipe AGS, il entre en formule 1 en 1989 à l'occasion du Grand Prix du Brésil. Joachim est à la traîne par rapport à Gabriele Tarquini son coéquipier, et ne parvient pas à pré-qualifier son AGS en sept tentatives ? A Silverstone, il est remplacé par Yannick Dalmas, c'est la fin de son aventure en F1.

Dès 1990, il rebondit et se dirige vers le prestigieux Deutsche Tourenwagen Masterschaft. De plus, il remporte à deux reprises les 24 heures du Nürburgring en 1990 et 1991. Il émigre outre-manche en 1993 et remporte le championnat BTCC, au volant d'une BMW. La suite de sa carrière est marquée par une victoire au 24 heures de Spa 1995, précédée d'une victoire dans le championnat Asie Pacifique de Tourisme.

Mais le point d'orgue de sa carrière est certainement sa victoire aux 24 heures du Mans 1999, en compagnie de Pierluigi Martini et Yannick Dalmas, sur une BMW V12.

A l'orée du nouveau millénaire, il entre dans l'armada Opel en DTM, signant une dernière victoire en 2000. Puis, il est victime du déclin de l'équipe Opel, et se retire du DTM en 2003.