Studirao je na Fakultetu muzičkih umetnosti u Beogradu i jedan je od retkih muzičara koji svira 14 instrumenata.

Njegova profesionalna muzička karijera imala je kontinuiranu tendenciju uspona. Sredinom devedesetih godina (1993, 1996 i 1997.) beležio je uspehe na festivalu "Beogradsko proleće" kao kompozitor. Njegova kompozicija Zvone tambure osvojila je prvu nagradu 2000. godine, na Festivalu "Zlatna tamburica" u Novom Sadu.

Uspeh koji je zabeležio na Festivalu "Pjesma mediterana" u Budvi 1998. sa kompozicijom Pesma sirena (nagrada za interpretaciju ) omogućila mu je put na dva prestižna međunarodna festivala u Belorusiji, u gradovima Mogiljovu i Vitjebsku. Te 1999. godine, na oba festivala osvaja Gran pri.

Komponovao je muziku za pozorišne predstave, među kojima su Mandagra, Ljubinko i Desanka, Rob ljubavi, Pešice, Nemam da platim, neću da platim...

Prekretnicom na polju njegovog solističkog rada u oblasti pop muzike smatra se 2000. godina kada je objavio prvi album "Amajlija". Rezultat tog rada bio je očigledan – album je bio najprodavanije izdanje u 2000. godini.

Usledile su brojne nagrade koje su opravdale Željkov kvalitet i istrajnost, što ga je zadržalo u samom vrhu srpske pop muzike.

Prelomna godina u karijeri Željka Joksimovića bila je 2004. kada je kompozicijom Lane moje pobedio na nacionalnom izboru za predstavnika Srbije i Crne Gore za "Eurosong".

Posle dugo godina, Državna zajednica Srbija i Crna Gora dobile su predstavnika na prestižnom evropskom takmičenju.

Drugo mesto u ukupnom plasmanu na izboru za "Pesmu Evrovizije" u Istanbulu i specijalna nagrada za najboljeg kompozitora tog festivala – "Marsel Bezencon", otvorili su mu put ka vrhu evropske muzičke scene.

Uspeh na "Pesmi Evrovizije" promenio je tok Željkove karijere, o čemu svedoče i rezultati koje je ostvario u narednim godinama. Već sledeće godine, ponovo se autorski pojavljuje na "Beoviziji" i nacionalnom izboru za predstavnika Srbije i Crne Gore za "Eurosong" sa kompozicijom Jutro za Jelenu Tomašević.

Saradnja i duet sa austrijskom pevačicom Tame Harison na kompoziciji I Live My Life for You zabeležila je veliki uspeh širom Evrope. Izdavačka kuća "Worner" uvrstila je tu kompoziciju u kompilaciju na kojoj se pored pomenutog dueta nalaze i numere Robija Vilijamsa, grupe "Aba" (ABBA) i drugih.

Decembra 2005. godine, Željkov četvrti album beleži fantastične uspehe i tiraž od preko 500.000 primeraka. Album kvalitativno predstavlja veliki pomak u njegovoj karijeri – u tom periodu Joksimović se oprobao i kao kompozotor filmske muzike.

U saradnji sa produkcijskom kućom "Cobra" radi muziku za film Ivkova slava.

Evrovizijski uspeh ponovljen je i 2006. u Atini, kada je njegova kompozicija Lejla za grupu "Hari Mata Hari", predstavnika Bosne i Hercegovine, osvojila 3. mesto. Nagrađen je i priznanjem za najboljeg kompozitora "Composeraward 2006", prema mišljenju svih kompozitora, učesnika festivala.

Željko je komponovao i pobedničku pesmu Festivala „Sunčane skale 2004" u Herceg Novom Kao mlijeko, koju izvodila pevačica Romana.

U drugoj polovini 2006. godine, potpisuje se kao producent i kompozitor serije Jet set, koja je i produkcijski prvenac njegove produkcijske kuće „Minacord".

Na Festivalu „Sunčane skale" u Herceg Novom njegova kompozicija Da l' ona zna, koju je izvodila Milena Vučić, osvojila je prvo mesto u obe večeri festivala.

U septembru 2007, na Šestom regionalnom radijskom festivalu Balkana, na kome su učestvovale 22 pop zvezde iz regiona, Gran pri festivala za najslušaniji hit godine osvojio je Joksimović za pesmu Devojka.

Na najprestižnijem muzičkom festivalu u Srbiji „Beovizija" 2008. godine komponovao je  pobedničku pesmu Oro u izvođenju Jelene Tomašević.

Upravo ova pesma predstavljala je Srbiju – domaćina „Pesme Evrovizije 2008".

Radio-televizija Srbije i Evropska radiodifuzna unija (EBU) dodelili su Željku i ulogu voditelja domaćina „Eurosonga 2008" u Beogradu, zajedno sa tadašnjom voditeljkom RTS-a Jovanom Janković. 

Jelena i Oro osvojili su šesto mesto u ukupnom plasmanu „Pesme Evrovizije".

Četvrta evrovizijska misija ovog pevača i kompozitora najvišeg ranga ostvariće se 2012. godine, na 57. „Pesmi Evrovizije" u prestonici Azerbejdžana.

Željko Joksimović biće kompletan autor i izvođač kompozicije Srbije na najdugovečnijem svetskom muzičkom festivalu.