Joaquín Cosío comenzó su carrera teatral a principios de los años 80 y ahora es miembro de la Compañía Nacional de Teatro de su país natal, México. Cosío ha trabajado con directores mexicanos notables tales como David Olguin, Antonio Castro y Luis De Tavira y recientemente ha terminado con la obra Los Baños escrita por Paul Walker y dirigida por Enrique Singer.
Su carrera cinematográfica comenzó en el año 2000 con la película Una de dos dirigida por Marcel Sisniega. En 2005, fue nominado al premio Ariel (el premio más importante de la Academia de Cine Mexicana) por la película Matando cabos dirigida por Alejandro Lozano. También trabajó en la película brasileña Seguranca Nacional, dirigida por Roberto Carminatti.
Cosío próximamente podrá ser visto en El viaje de Teo, de Walter Dohener, película que explora la migración de mexicanos a Estados Unidos y en Rudo y cursi donde trabaja junto a Gael García Bernal y Diego Luna.
007 Quantum of Solace es la primera película de Cosío en inglés.