W 1966 dołączyła jako wokalistka do mało znanego zespołu bluesrockowego Big Brother and the Holding Company. Wkrótce jej nieco skrzeczący, lecz bardzo ekspresyjny głos o dużych możliwościach, stał się sygnaturą zespołu, z którym wydała dwa albumy. Do statusu gwiazdy podniósł Janis Joplin występ z zespołem na festiwalu rockowym Monterey Pop Festival w 1967 roku. W grudniu 1968 artystka rozstała się z zespołem i rozpoczęła karierę solową, wspomagana przez utworzone w tym celu efemeryczne grupy: Kozmic Blues Band, a następnie Full Tilt Boogie Band. Kolejne dwa albumy, wydane pod nazwiskiem artystki (drugi już pośmiertnie), stały się również klasykami psychodelicznego rocka, balansując na pograniczu muzyki soul i bluesa. Janis Joplin wystąpiła również na słynnym festiwalu rockowym w Woodstock w 1969.