Nació en la Ciudad de México en 1960. Estudió la carrera de Derecho en la Universidad de Colima, en donde obtuvo el grado de licenciatura en 1984. Estudió la maestría en Derecho Constitucional y Ciencia Política en el Centro de Estudios Constitucionales de Madrid, de noviembre de 1986 a julio de 1987. El doctorado lo concluyó en 1988 en la Facultad de Derecho de la Universidad Complutense de Madrid.

En 1983 comenzó su trayectoria como profesor impartiendo clases en diversas instituciones académicas, especialmente en el Instituto Tecnológico Autónomo de México desde 1987, en donde además ocupó el cargo de Jefe del Departamento de Derecho de 1995 a 2003.

Su formación profesional se ha dividido entre la docencia, la investigación y el servicio público. Su principal vertiente de investigación es el derecho constitucional, aunque también ha realizado investigaciones en otras ramas del derecho. Ha dirigido más de 70 tesis de licenciatura, maestría y doctorado. A la fecha ha impartido aproximadamente 525 pláticas, cursos, seminarios, ponencias y discursos en diversas Universidades de México y del extranjero. Ha escrito 21 libros. Tiene más de 750 publicaciones de artículos en libros colectivos, cuadernos académicos, revistas especializadas, revistas de divulgación y periódicos.

Ha recibido importantes premios y reconocimientos, entre los que destacan: el Nacional de Investigación 1998, en el área de Ciencias Sociales; el Nacional de Ciencias y Artes 2009, en el Campo de Historia, Ciencias Sociales y Filosofía; el Nacional de Comunicación “José Pagés Llergo” 2010, por su labor en los ámbitos de Justicia y Estado de Derecho; y el “Nacional Malinalli 2011”, para la Promoción de las Artes, los Derechos Humanos y la Diversidad Cultural, en virtud de su ejemplar trayectoria profesional como académico, abogado y ministro de la Suprema Corte de Justicia.

Es miembro de importantes instituciones académicas, científicas y profesionales, como: el Sistema Nacional de Investigadores como Investigador Nacional Nivel III; la Academia Mexicana de Ciencias; el American Law Institute; la Barra Mexicana, Colegio de Abogados; el Consejo Consultivo de Ciencias; el Patronato del Instituto Nacional de Medicina Genómica; la Academia Mexicana de Derecho Internacional, y la Academia Nacional de Medicina, siendo el primer abogado en ingresar a la misma. Adicionalmente, es “Jurista Distinguido Residente” del Centro de Derecho de la Universidad de Houston, y forma parte del grupo de asesores expertos del Comité Académico de la Licenciatura en Ciencia Forense de la Universidad Nacional Autónoma de México, así como de su seminario en ciencias forenses, del cual funge como coordinador. Asimismo, es integrante de consejos editoriales en revistas especializadas nacionales e internacionales.

Actualmente se desempeña como ministro de la Suprema Corte de Justicia de la Nación y como profesor en el Instituto Tecnológico Autónomo de México, además de ser coeditor de la Sección “Salud y Derecho” de la Gaceta Médica de México, articulista en la revista “Ciencia” de la Academia Mexicana de Ciencias y columnista en el periódico El Universal.

El doctor José Ramón Cossío Díaz ingresó a El Colegio Nacional el 11 de febrero de 2014. Su discurso de ingreso fue contestado por el doctor Héctor Fix-Zamudio.