ג'ונסטון למד באקדמיה הצבאית של ארצות הברית. את ההמלצה לאקדמיה קיבל מאת ג'ון קלהון כאשר היה זה שר המלחמה, ימים לפני שמונה לסגן נשיא ב-1825. הוא סיים מדורג 13 מתוך 46 צוערים, קיבל דרגת סגן משנה, ומונה לרגימנט הארטילריה ה-4 בצבא ארצות הברית. לימים הפך לבוגר ווסט פוינט הראשון שקודם לדרגת גנרל בצבא הסדיר, והגיע לדרגה גבוהה יותר מאשר בן כיתתו רוברט אדוארד לי (אשר סיים מדורג 2 מתוך 46).
שירות בצבא ארצות הברית.
ג'ונסטון התפטר מצבא ארצות הברית בשנת 1837 ופנה ללימודי הנדסה אזרחית. במהלך מלחמת הסמינולים השנייה הוא היה מהנדס טופוגרפיה אזרחי על ספינה בפיקוד ויליאם פופ מקארתור. ב-12 בינואר 1838, ליד ג'ופיטר , פלורידה, המלחים אשר ירדו לחוף הותקפו. ג'ונסטון סיפר שהיו "לא פחות משלושים חורי קליע" בבגדיו, וקליע אחד ששרט את קרקפתו והותיר צלקת אותה נשא בשארית חייו. לאחר שהיה מעורב ביותר פעילויות קרביות כאזרח מאשר בשירותו הצבאי כקצין ארטילריה, החליט ג'ונסטון לשוב אל הצבא. הוא נסע באפריל לוושינגטון הבירה, וב-7 ביולי 1838 מונה כמהנדס טופוגרפיה בדרגת סגן. באותו יום קיבל דרגת יצוג של קפטן בעקבות פעולותיו בפלורידה ובמשלחת החקר לאברגליידס .
ב-10 ביולי 1845 נשא ג'ונסטון לאישה את לידיה מוליגן סימס מקליין (1822–1887), בתו של לואיס מקליין. אביה היה נשיא חברת הרכבת בולטימור-אוהיו, ופוליטיקאי בולט (חבר קונגרס וסנאטור מטעם מדינת דלוואר, שגריר בלונדון, וחבר קבינט בממשלו של אנדרו ג'קסון). לא היו להם ילדים.
ג'ונסטון היה נלהב מפריצתה של מלחמת ארצות הברית–מקסיקו. הוא שירת במטהו של לוטננט ג'נרל וינפילד סקוט בזמן המצור על וֶרָה קרוּז , ונבחר על ידו להיות השליח שיעביר את דרישת הכניעה למושל המחוז. הוא היה במשמר הקידמי בזמן התנועה אל עומק היבשת, תחת פיקודו של בריגדיר ג'נרל דייוויד א' טוויגס , ונפצע קשה מפגיעת פגז רסס כאשר היה במשימת סיור לקראת קרב סֶרוֹ גוֹרדוֹ . הוא קודם לדרגת יצוג של לוטננט קולונל בעקבות פעולותיו בקרב סֶרוֹ גוֹרדוֹ. לאחר שהתאושש בבית חולים שדה, הוא הצטרף לצבא בפּּוּאבְּלָה. במהלך ההתקדמות לעבר מקסיקו סיטי הוא היה סגן המפקד של רגימנט חיל רגלים. הוא הצטיין בקרב קונטררס ובקרב צ'ורובוסקו , ונפצע שוב בקרב צ'פולטפק . הוא קודם פעמיים בעקבות ביצועיו בקרבות אלו, וסיים את המלחמה בדרגת יצוג של קולונל בצבא המתנדבים. (באותה תקופה הענקת דרגת יצוג הייתה דרך מקובלת לציין לשבח את פועלו של חייל בקרב. לאחר תום המלחמה חזר ג'ונסטון לדרגה בה החזיק בעת שלום – קפטן ביחידת מהנדסי הטופוגרפיה.) וינפילד סקוט העיר בהומור ש"ג'ונסטון הוא חייל מצוין, אבל למרבה הצער היה לו כישרון מיוחד לחטוף כדור כמעט בכול היתקלות." המכה הקשה ביותר שקיבל ג'ונסטון במהלך המלחמה הייתה מותו של אחיינו, פרסטון ג'ונסטון. כאשר בישר רוברט אדוארד לי לג'ונסטון על מותו של אחיינו בקרב קונטררס מפגיעת פגז ארטילריה מקסיקני, בכו שני הקצינים, וג'ונסטון התאבל על מותו בשארית חייו.
ג'ונסטון היה מהנדס בזמן סקר גבול מקסיקו ארצות הברית בשנת 1841; הוא חזר לאזור כמהנדס הטופוגרפיה הראשי של מחלקת טקסס, ושירת שם בין 1848 ל-1853. במהלך שנות ה-50 ניסה ג'ונסטון לקבל בחזרה את דרגתו הקודמת, ושלח מכתבים למשרד המלחמה בהם הציע שיינתן לו תפקיד ביחידה קרבית תחת דרגת לוטננט קולונל. מזכיר המלחמה ג'פרסון דייוויס, מכר של גיונסטון מווסט פוינט, דחה הצעות אלה, כפי שעשה לאחר מכן במהלך מלחמת האזרחים, למרבה רוגזו של ג'ונסטון. למרות חילוקי דעות אלה, דייוויס העריך את ג'ונסטון במידה מספקת על מנת למנות אותו ב-1 במרץ 1855 ללוטננט קולונל ביחידה חדשה - רגימנט הפרשים ה-1 בפורט לוונוורת', קנזס, תחת קולונל אדווין סאמנר . (באותו זמן מונה רוברט אדוארד לי כלוטננט קולונל ברגימנט הפרשים ה-2 תחת קולונל אלברט סידני ג'ונסטון.) בתפקיד זה השתתף ג'ונסטון במבצעים כנגד שבט הסו בטריטוריית ויומינג (לימימים מדינת ויומינג; שטחים חדשים קיבלו בדרך כלל מעמד של "טריטוריה" ושולבו בהמשך בארצות הברית בבתור מדינות), ובפעולות האיבה סביב עתיד העבדות בטריטוריית קנזס טרם היותה למדינה, פרשה הידועה בשם "קנזס המדממת". הוא פיתח ידידות קרובה ויחסי חונך עם אחד הקצינים הזוטרים שלו, קפטן ג'ורג' מקללן. שנים אחר כך יפגוש ג'ונסטון את מקללן מן העבר השני של המתרס, כגנרל בצבא האיחוד.
בסתיו 1856 הועבר ג'ונסטון לבסיס גיוס (בקו"ם) בג'פרסון באראקס , מיזורי. ב-1857 הוא הוביל משלחת מדידה וסיור על מנת לקבוע את גבולה של קנזס. שנה לאחר מכן הוחלף שר המלחמה דייוויס בג'ון ב' פלויד, יליד אבינגטון ודודן של ג'ונסטון מצד אשתו. פלויד היה אפוטרופוס של פרסטון ג'ונסטון. פלויד העניק לג'ונסטון דרגת יצוג קולונל על פעולותיו בקרב סרו גורדו, קידום אשר עורר מירמור בקרב הצבא עקב העדפת קרובים. בשנת 1859 מינה הנשיא ג'יימס ביוקנן את רוברט מקליין, גיסו של ג'ונסטון, כשגריר למקסיקו, וג'ונסטון נילווה אליו לביקור בוורה קרוז. הוא קיבל גם הוראה לבחון נתיבי תנועה צבאיים למקרה של פעולות איבה נוספות מול מקסיקו.
ב-10 ביוני 1860 נפטר בריגדיר ג'נרל תומאס ג'סופ , שהיה קצין אפסנאות ראשי של צבא ארצות הברית. על וינפילד סקוט היה למנות מחליף, הוא נקב בשמות ארבעה מועמדים במקום אחד: אלברט סידני ג'ונסטון, ג'וזף א' ג'ונסטון, רוברט אדוארד לי, וצ'ארלס פרגוסון סמית' . אף על פי שג'פרסון דייוויס, כעת חבר ועדת הסנאט לעניינים צבאיים, העדיף את אלברט סידני ג'ונסטון, מינה פלויד את ג'וזף א' ג'ונסטון לתפקיד.
ב-28 ביוני 1860 קודם ג'ונסטון לדרגת בריגדיר ג'נרל. ג'ונסטון לא נהנה מתפקידו, בהעדיפו תפקיד שטח על פני עבודת אדמיניסטרציה בוושינגטון. בנוסף, הוא סבל מן הלחצים שהביא עימו הסכסוך המתגבר בין הצפון לדרום, ומן הדילמה המוסרית של ניהול משאבי הצבא אשר יכולים היו להביא תועלת לדרום, מקום מוצאו. למרות זאת, הוא לא נכנע לפיתוי, בניגוד לפלויד אשר הואשם בהטיה לטובת הדרום.
מלחמת האזרחים.
מנאסס וסכסוך ראשון עם ג'פרסון דייוויס.
כאשר מדינת מוצאו וירג'יניה פרשה מן האיחוד ב-1861, ג'ונסטון התפטר מתפקידו כבריגדיר ג'נרל בצבא הסדיר, הקצין הבכיר ביותר בצבא שעשה כך. בתחילה, ב-4 במאי, הוא מונה למייג'ור ג'נרל במיליציה של וירג'יניה. אולם, שבועיים אחר כך, החליטה ועידת וירג'ניה שרק מייג'ור ג'נרל אחד דרוש למיליציה, ומינתה את רוברט אדוארד לי לתפקיד. לג'ונסטון הוצע מינוי של בריגדיר ג'נרל מטעם מדינת וירג'יניה, אולם הוא סרב, בקבלו במקום זאת ב-14 במאי מינוי של בריגדיר ג'נרל מאת צבא הקונפדרציה. במאי החליף ג'ונסטון את קולונל תומאס "סטונוול" ג'קסון בפיקוד בהארפרס פרי , וביולי ארגן את ארמיית השננדואה.
ב-21 ביולי 1861, בקרב בול ראן הראשון (מנאסס הראשון), הניע ג'ונסטון במהירות את צבאו הקטן מעמק השננדואה על מנת לתגבר את צבאו של בריגדיר ג'נרל פ.ג.ט. בורגארד. אולם, חסרה לו היכרות עם תנאי השטח, ולכן כמחווה מקצועית, הותיר את התכנון הטקטי של הקרב בידיו של בורגארד. באמצע היום, כאשר בורגארד עדיין לא הבין את מהלכיו של צבא האיחוד יריבו, ג'ונסטון החליט שהמיקום המכריע הוא מצפון למפקדה שלו, בגבעת הנרי האוס. הוא הכריז "הקרב שם. אני הולך." בורגארד והמטות של שני הגנרלים קיבלו את החלטתו ורכבו אחריו. בדרך לחזית הוא פגש יחידה מפוררת – רגימנט אלבמה ה-4 – אשר כל קציני השדה שלו נהרגו בקרב, ובאופן אישי כינס אותה ועודד את אנשיה לתגבר את קו החזית של הקונפדרציה. הוא עודד את בריגדיר ג'נרל ברנרד בי המיואש ודחק בו להוביל את אנשיו חזרה אל הקרב. בהמשך שכנע בורגארד את ג'ונסטון שהוא יביא יותר תועלת בארגון הגעת התגבורות להמשך הקרב מאשר במנהיגות טקטית בחזית. אף על פי שבורגארד הצליח לזקוף לזכותו את ההכרה הציבורית בהצלחה, תפקידו של ג'ונסטון מאחורי הקלעים היה קריטי להשגת הניצחון בקרב.
באוגוסט קודם ג'ונסטון לדרגת גנרל מלא – המקבילה לגנרל ארבעה כוכבים בצבא ארצות הברית המודרני – אולם לא היה מרוצה מכך ששלושה קצינים שהיו זוטרים ממנו ב"צבא הישן" היו עכשיו בכירים ממנו. ג'ונסטון חש כי מכיוון שהוא היה הקצין הבכיר ביותר בצבא ארצות הברית שפרש והצטרף לקונפדרציה, אין זה הוגן שידורג אחרי סמואל קופר , אלברט סידני ג'ונסטון, ורוברט אדוארד לי. מתוך חמשת הגנרלים שמונו באותה עת, רק בורגארד דורג מתחת לג'ונסטון. דבר זה הוביל לאיבה בינו לבין ג'פרסון דייוויס, איבה אשר נמשכה לכל אורך המלחמה. טיעון הנגד של דייוויס היה שתפקידו האחרון של ג'ונסטון היה מינהלי, בעוד תפקידו הקרבי האחרון היה בדרגת לוטננט קולונל; גם אלברט סידני ג'ונסטון וגם רוברט אדוארד לי החזיקו בדרגת קולונל. ג'ונסטון שלח מכתב זועם לדייוויס, אשר נפגע עד כדי כך שמצא לנכון לדון עם הקבינט שלו בנימת המכתב.
ב-21 ביולי 1861 מונה ג'ונסטון לפקד על זירת הפּוֹטוֹמַק ועל ארמיית הפוטומק של הקונפדרציה, וב-22 באוקטובר מונה לפקד גם על זירת צפון וירג'יניה. החורף של 1861–1862 היה שקט יחסית, וג'ונסטון שמפקדתו שכנה בסנטרוויל , עסק בעיקר בארגון וציוד ארמיית הפוטמק. הארמייה הצפונית העיקרית שניצבה מולו נקראה גם היא ארמיית הפוטומק, ומפקדה, ג'ורג' ב' מקללן, עסק גם הוא בהצטיידות ואימונים. מקללן העריך שצבאו של ג'ונסטון בעמדותיו המבוצרות חזק הרבה יותר מכפי שהיה בפועל, ולכן תכנן תימרון אמפיבי על מנת לאגף את ג'ונסטון. במאי נודע לג'ונסטון על תוכניותיו של מקללן, והוא נסוג עם צבאו דרומה לעמדות באזור קלפפר