Nach seinem Debüt in der spanischen Moto4-Meisterschaft 2019 im Team Viñales unterschrieb Joel Esteban beim Igax Team, um 2020 in der PreMoto3-Kategorie anzutreten. Dort wurde er in seinem ersten Jahr Vizemeister in der spanischen Meisterschaft, bevor er 2021 mit demselben Team in den European Talent Cup aufstieg. In seiner Debütsaison schaffte er es gleich in seinem ersten Rennen auf das Podium. Seine guten Leistungen erregten die Aufmerksamkeit des Aspar Junior Teams, das ihn für die Saison 2021 in der gleichen Kategorie unter Vertrag nahm. Der junge Katalane holte drei Siege in Folge und vier weitere Podiumsplätze. Eine Reihe von gesundheitlichen Gründen ließ ihn jedoch aus dem Kampf um die Krone ausscheiden. Im Jahr 2023 stieg er in das FIM JuniorGP™ Finetwork auf und holte vier weitere Podiumsplätze, darunter zwei Siege, eine Poleposition und eine Top-4-Platzierung.2024 hat Esteban mit dem Aspar Team den Sprung in die Moto3™-Weltmeisterschaft geschafft und ist mit einer Reihe guter Platzierungen, darunter ein vierter Platz beim Grand Prix von Frankreich, gut gestartet. In der zweiten Saisonhälfte ließ seine Form aber nach, was ihn letztendlich seinen Stammplatz in der Moto3-Startaufstellung gekostet hat. Der Spanier kehrte 2025 in die JuniorGP-Meisterschaft zurück, belegte den dritten Platz in der Gesamtwertung und holte sich seinen ersten Sieg in Frankreich. Esteban war 2025 ein sofort verfügbarer Ersatzfahrer, der für drei verschiedene Teams antrat und als bestes Ergebnis den vierten Platz erreichte. Damit machte er das MTA-Team auf sich aufmerksam, das ihn für die Saison 2026 unter Vertrag genommen hat.