Johanna Talihärm participe à sa première compétition internationale a l'âge de seize ans aux Championnats du monde jeunesse 2010.
Elle fait ses débuts en Coupe du monde en 2012 à Östersund. En 2014, elle est sélectionnée pour les Jeux olympiques de Sotchi. Elle marque ses premiers points en Coupe du monde en 2015 à Östersund, où elle est 31e de l'individuel.
Aux Jeux olympiques d'hiver de 2018, elle est 22e du sprint, 26e de la poursuite et 50e de l'individuel. Depuis 2018, elle est entraînée par Indrek Tobreluts[1].
Aux Championnats du monde 2019 à Östersund, elle enregistre son nouveau meilleur résultat dans l'élite avec une vingtième place sur le sprint.