Enfant de parents d'origine chinoise, Johnson a fréquenté l'université d'État de Californie à Fullerton pour y étudier le théâtre. Après son diplôme, elle a commencé sa carrière sur scène et a joué dans diverses productions off-Broadway avant d'atteindre la grande scène à New York.
En 1988, Johnson a rejoint la distribution de *Star Trek: The Next Generation* en tant que capitaine Yar, un rôle qui l'a rendue célèbre dans les cercles de science-fiction. Après deux saisons et quelques apparitions sporadiques, le personnage de la capitaine Yar a été retiré de l'équipe du vaisseau *Enterprise* pour faire place à d'autres acteurs. Johnson a repris son rôle dans plusieurs films et émissions télévisées dérivés de la franchise *Star Trek*.
Après *Star Trek*, Johnson a poursuivi une carrière prolifique à la télévision, au cinéma et sur scène. Elle a notamment joué dans les séries *Sabrina, l'apprentie sorcière* et *Boston Public*, ainsi que dans des films comme *Jerry Maguire* et *The Wedding Planner*. En parallèle, elle a continué à se produire sur scène et à participer à des tournées nationales de musicals.
En 1995, Johnson s'est mariée avec l'acteur Daniel Davis, qui l'a notamment accompagnée dans la comédie musicale *Crazy for You*. Le couple a divorcé en 2013. Depuis, Johnson a continué à jouer et à se produire, notamment dans des pièces off-Broadway telles que *Little Women* et *The Wedding Singer*.
Aujourd'hui, Christine Toy Johnson est considérée comme une icône de la télévision et du théâtre américains. Elle a été nommée deux fois aux Daytime Emmy Awards pour son rôle dans *Sabrina, l'apprentie sorcière* et a reçu plusieurs récompenses pour ses interprétations sur scène. Elle reste active dans le monde de la culture populaire et continue à partager son talent avec le public américain.