Sebelum jadi Juara Dunia, Joan Mir terpilih untuk Red Bull Rookies Cup 2013, dan finis kedua dalam balapan pada tahun pertamanya di ajang tersebut. Performanya meningkat pesat sepanjang 2014. Mengemas enam podium, termasuk tiga kemenangan. Ia pun menduduki peringkat kedua klasemen akhir. Sosoknya diprediksi sebagai penantang titel FIM CEV Moto3™ Junior World Championship 2015. Kendati tak keluar sebagai juara, Mir cetak sejumlah kemenangan mengesankan. Bahkan juga bertarung demi gelar hingga putaran terakhir. Pada tahun yang sama itu pula, Spaniard lakoni debut Grand Prix, saat gantikan Hiroko Ono di GP Australia. Mir lalu semusim penuh di Kejuaraan Dunia bersama Leopard Racing. Ia dinobatkan Rookie of the Year Moto3™ 2016. Pada 2017, Mir bertahan dengan tim, tetapi berganti ke motor Honda. Sang pembalap cetak sepuluh kemenangan menakjubkan dalam perjalanan meraih gelar juara di Phillip Island, tempat yang sama saat ia debut Grand Prix dua tahun sebelumnya.

Pembalap kelahiran Mallorca itu kemudian ke Moto2™ bersama Estrela Galicia 0,0 Marc VDS, yang mana didapuk sebagai rekan setim Alex Marquez. Sepanjang musim pertamanya di kelas intermediate, Mir mencatatkan empat podium, dan berujung pada gelar Rookie of the Year 2018. Melihat kinerja apiknya, Team Suzuki Ecstar meminangnya untuk naik ke kelas premier pada 2019. Walau diwarnai insiden kecelakaan mengerikan saat tes Brno, penampilan Mir terbilang gemilang. Sebanyak 10 kali finis Top 10, dengan raihan terbaik P5 dalam balapan GP Australia. Konsistensi ini dipertahankannya sepanjang musim 2020, tahun di mana Mir sukses merengkuh gelar juara dunia MotoGP™.

Tak ada yang menduga, bahwa titel bakal diklaim oleh Mir. Sebab, sang pembalap membuka musim 2020 dengan penampilan kurang meyakinkan. Dua kali DNF di GP Spanyol dan GP Ceko. Namun, setelah itu, ia tampil sangat konsisten. Empat podium diamankannya dalam lima balapan berikutnya. Di saat rivalnya kesulitan untuk konsisten, laju Mir terhitung mulus. Hingga akhirnya kemenangan perdananya datang usai kinerja luar biasa di GP Eropa. Ia pun mengunci titel dengan dua balapan tersisa. Saat kembali beraksi di GP Valencia, hasil finis ketujuh Mir jadikannya ikuti jejak Jorge Lorenzo, sesama pembalap kelahiran Mallorca yang raih kesuksesan sebagai kampiun MotoGP™.

Pada 2021, Mir gagal pertahankan titel. Hal ini lantaran Suzuki sedikit tertinggal dalam hal pengembangan motor sepanjang musim. Namun demikian, sang pembalap berhasil amankan peringkat ketiga klasemen akhir, berkat enam kali naik podium. Sementara pada 2022, Mir memulai Kejuaraan Dunia dengan lima kali finis enam besar dalam enam balapan pertama. Tetapi pengumuman resmi Suzuki yang akan tinggalkan MotoGP™ mengganggu performanya. Rentetan kecelakaan yang tak terhitung jumlahnya dan cedera pergelangan kaki serius di Austria membuat musimnya berakhir, seiring tantangan baru bersama Repsol Honda Team datang pada 2023. Tetapi, terlalu banyak alami kecelakaan dan cedera, ditambah RC213V yang sulit, menghalangi debut Mir sebagai pembalap Honda. Walau begitu, ia berhasil raih finis terbaik P5 di GP India, serta menutup Kejuaraan Dunia dengan menghuni peringkat ke-22 klasemen akhir. Mir sedikit lebih baik pada 2024, meski masih menjalani musim penuh kesulitan dan mengisi peringkat ke-21 secara keseluruhan. MotoGP™ 2025 akan menandai tahun ketiga kiprahnya bersama pabrikan Jepang.