En 1987, José Luis Losilla commence sa carrière professionnelle comme assistent de réalisateur dans plusieurs séries télévisées espagnoles. Il travaille notamment pour des réalisateurs tels que Pedro Almodóvar ou Jesús GarcÃa Leoz. En parallèle, il écrit et réalise quelques courts métrages et documentaires.
En 1995, José Luis Losilla fait ses débuts en tant que réalisateur de séries télévisées avec "El comisario", une série policière espagnole qui connaît un grand succès dans son pays d'origine et à l'international. Cette série est également adaptée en plusieurs autres pays, notamment en France sous le titre "Commissaire Moulin".
En 2006, José Luis Losilla réalise son premier long métrage, "El laberinto de Fausto", une comédie dramatique espagnole qui raconte l'histoire d'un jeune homme qui se retrouve dans un laboratoire souterrain et doit résoudre un mystère pour pouvoir quitter cet endroit. Ce film est présenté en compétition à plusieurs festivals internationaux.
En 2010, José Luis Losilla réalise une adaptation de la série télévisée "El comisario" en long métrage, intitulée "La chute du Commissaire". Ce film est également présenté en compétition dans plusieurs festivals internationaux.
Depuis 2016, José Luis Losilla travaille sur une nouvelle série télévisée intitulée "El Ministerio del Tiempo", une série fantastique espagnole qui suit les aventures de différents personnages historiques envoyés dans le temps pour empêcher des catastrophes historiques. Cette série est également adaptée en plusieurs autres pays, notamment au Brésil sous le titre "Ministerio do Tempo".
José Luis Losilla est aussi professeur à l'Instituto de la CinematografÃa y de las Artes Audiovisuales de Madrid (ICAA), où il transmet son expérience à des jeunes réalisateurs espagnols.