Завършва ДМА „Проф. Панчо Владигеров“ през 2002 г. Веднага след това дебютира в „Андре Шение“ на Умберто Джордано на сцената на Софийска опера и балет. Следват участия в множество продукции на Софийската опера, в спектаклите на „Макбет“, „Фауст“, „Отело“, „Кармен“, „Лучия ди Ламермур“, „Сватбата на Фигаро“ и др. 

През 2002 г. печели специалната награда на конкурса за млади оперни певци „Пълдин“, през 2006 г. печели първа награда на конкурса за певци „Христо Бръмбаров“ и втора награда от конкурса „Гена Димитрова“. Следва дебют на сцената на оперния театър в Бургас в ролята на Амелия от „Бал с маски“ на Верди. В репертоара й влизат Сантуца от „Селска чест“ на Маскани, Манон Леско от едноименната опера на Пучини, Лейди Макбет в „Макбет“, Абигайл от „Набуко“ Леонора от „Силата на съдбата“ на Верди, Мадам Бътърфлай в едноименната опера на Пучини, Норма от „Норма“ на Белини и др.

През 2021 г. дебютира в ролята на Турандот от „Турандот“ на Пучини в Държавна опера Варна, на чиято сцена е желан гост освен в спектакли и в оперни гала концерти. За Опера в Летния театър – Варна 2022. Йоана Железчева е поканена за ролята на Абигаил в премиерата на „Набуко“ от Верди, дир. Якопо Сипари ди Пескасероли, реж. Сребрина Соколова.