Nació en Albacete el 18 de febrero de 1947. Siendo niño ingresó en el seminario, donde permaneció tres años. Comenzó a estudiar la carrera de derecho, que abandonó para convertirse en técnico de radiodifusión y televisión tras trasladarse a Madrid en 1962. En 1969 entró a trabajar en TVE, donde colaboró en los servicios informativos y más tarde pasó a dirigir programas culturales. En 1977, debutó como director de ficción con la adaptación para Televisión Española de El túnel, basada en la novela de Ernesto Sabato. También para TVE, realizó en 1977, el largometraje Mala racha, basado en un guion propio, se trata de una película singular, con sorprendente fuerza dramática y emotiva.
Fuera de la televisión, en 1982 dirigió su primer largometraje para el cine Pares y nones, que lo situó en el ámbito de los directores de la llamada «comedia madrileña» (Fernando Colomo es otro de sus más importantes representantes). Entre 1985 y 1989 trabajó como profesor en la facultad de Bellas Artes de la Universidad de Salamanca.
Su siguiente película El bosque animado (1987) inaugurará en su carrera una nueva etapa caracterizada por lo que se puede denominar como «humor absurdo». Un año después apareció el trabajo que lo consagró como realizador, además de ser un éxito de taquilla: Amanece, que no es poco (1988). Con Así en el cielo como en la tierra (1995) se completó una especie de trilogía con el humor absurdo como elemento común, que se había iniciado con Total.
En su papel de producción, fue el primer productor y en cierto modo descubridor de Alejandro Amenábar. Produjo sus películas Tesis (1996) y Abre los ojos (1997).1
Con La lengua de las mariposas (1999) presenta una visión tierna y al mismo tiempo descarnada de la Guerra Civil española desde la relación de un niño con su maestro.
También se destaca en su rol de productor cinematográfico, haciendo este trabajo en varios de sus filmes y en tres de los primeros largometrajes del director español Alejandro Amenábar (Tesis, Abre los ojos y Los otros); además de ser el guionista de la mayoría de sus producciones detrás de cámaras.
Para televisión dirigió la segunda temporada de la serie Makinavaja (1997), basada en el popular personaje creado por Ivà.
A finales de 2017 comenzó el rodaje de la que sería su última película, Tiempo después, estrenada el 28 de diciembre de 2018. En 2019 recibió el Premio de Honor de los Premios Feroz.
José Luis Cuerda murió el 4 de febrero de 2020 a los 72 años de una embolia en el Hospital de la Princesa de Madrid. El Gobierno de España le concedió la Gran Cruz de la Orden Civil de Alfonso X a título póstumo.
