Johann wurde im Haus des Pfalzgrafen Friedrich von Simmern erzogen. Sein Aufstieg in der Geistlichkeit des Erzstiftes Trier war steil; schon 1519 wurde der 27jährige Dompropst. 1521 begleitete er den Erzbischof auf den Wormser Reichstag. Johann erlebt so, wie Luther seine Thesen verteidigte und sich weigerte, sie zu widerrufen. Nach dem Ableben seines Vorgängers fiel am 27. März 1531 die Wahl des Domkapitels auf Johann von Metzenhausen. Johann zählte damit als einer der sieben Kurfürsten, die den Kaiser wählten, zu den mächtigsten Herren im Reich.

Als Erzbischof bemühte sich Johann III. um die Verbesserung der Justiz: Im Juni 1533 wurde die sofortige Vollstreckung richterlicher Erkenntnisse verfügt. Im April 1537 erließ der Kurfürst eine Untergerichtsordnung. Die Formalisierung von Verfahren war ein erster Schritt zu weniger Willkür und mehr Verlässlichkeit in der Rechtssprechung.

Johann übernahm von der Stadt Trier die Sorge für die Universität, ernannte 1535 mit Justinus Grobner erstmals einen Professor für Ethik, berief den französischen Humanisten und Kunstgelehrten Bartholomäus Latomus aus Paris nach Trier, bestellte den Juristen Matthias von Saarburg zum Vizekanzler und gewann 1533 den Dominikaner Ambrosius Pelargus, ein Freund des in ganz Europa berühmten Humanisten Erasmus von Rotterdam, als Dogmatikprofessor.

Die Förderung der Universität bedeutete auch die Förderung der kirchlichen Reform, da ein Großteil der Kleriker hier ausgebildet wurde.

Zur Bekämpfung der Wiedertäufer lud Johann mehrere Landesherren zu einer Konferenz am 13. Dezember 1534 auf seine Burg in Koblenz. Dort wurde die Entsendung von Truppen beschlossen, die im Sommer 1535 dem Täuferreich in Münster ein blutiges Ende bereiteten.

Dagegen unterstützte Johann 1534 die Rückkehr des 1519 vertriebenen evangelischen Herzogs Ulrich von Württemberg, dessen Land die Habsburger gerne behalten hätten. Die Übermacht Kaiser Karls V. war auch Hintergrund der Verhandlungen Johanns mit dem protestantischen Schmalkaldischen Bund im November 1539, mit denen der Kurfürst den kaiserlichen Absichten entgegenwirkte, ein katholisches Gegenbündnis zu schaffen. Johann wollte ohne Papst und Kaiser unter Beibehaltung der alten Religion und ohne Unterschied der Bekenntnisse zu einem Ausgleich zwischen der alten Kirche und den Anhängern Luthers kommen.

Einem Ausgleich sollte auch das ergebnislose Religionsgespräch zwischen protestantischen und katholischen Fürsten im Sommer 1540 im elsässischen Hagenau dienen.

Auf der Rückreise erlag der erkrankte Kurfürst am 22. Juli 1540 auf der Burg Thannstein im Dahner Tal einem Schlaganfall.

Sein Grabdenkmal im Trierer Dom zählt zu den schönsten Renaissance-Denkmälern diesseits der Alpen.

Johanns Regierungszeit muss man als Höhepunkt der Familiengeschichte derer von Metzenhausen sehen.