Johannessen ble utdannet cand.med. ved Universitetet i Bergen i 1976 og ble spesialist i allmennmedisin i 1982. Fra 1980 til 1992 deltok han i Gastrogruppen Trondheim, et forskningssamarbeid mellom sykehusleger og allmennleger. Han disputerte med doktorgradsavhandlingen «Controlled trials in single subjects» i 1992. Doktorgradsarbeidet besto i utvikling av en ny forskningsmetode for randomiserte, kontrollerte studier av enkeltpasienters nytte av en definert terapi.