Joyce begon zijn carrière bij de Royal Navy in 1891. In 1901 nam hij deel aan de Discovery-expeditie van Robert Falcon Scott. In 1907 volgde zijn tweede expeditie naar Antarctica. Hij was een lid van de Nimrod-expeditie van Ernest Shackleton die hij nog kende van de Discovery-expeditie. Tussen 1911 en 1914 deed hij onderzoek in Antarctica met een Australisch team onder leiding van Douglas Mawson. Zijn laatste expeditie was de Endurance-expeditie van 1914 tot 1917.