Épouse du peintre Jean-Paul Riopelle qu'elle a épousé à 19 ans, le 30 octobre 1946, à l’église de l’Immaculée-Conception de Montréal. Riopelle a rencontré Joan Mitchell à Paris en 1955. En 1958 il se sépare de Françoise Lespérance et le divorce est prononcé en 1959.

Elle est également signataire du Manifeste du Refus global et sera membre à part entière du Groupe des Automatistes.