José Carlos Machado é natural de Alfredo Marcondes, no interior de São Paulo. Com uma longa carreira no teatro iniciada em 1975, passando a dedicar-se a televisão e ao cinema mais efetivamente apenas nos anos 2000, já conta com mais de 40 anos. Ele tornou-se conhecido popularmente no Brasil ao interpretar o terapeuta Théo Cecatto, protagonista da série de televisão Sessão de Terapia, original GloboPlay. O ator foi indicado ao Prêmio Contigo! de TV de 2004 como ator revelação, por sua atuação em A Casa das Sete Mulheres, novela da Rede Globo, e em 2012 por sua atuação no filme Eu Receberia as Piores Notícias dos seus Lindos Lábios, dos diretores Renato Ciasca e Beto Brant. Em 2014, concorreu na categoria Ator do Ano (série ou minissérie) ao Prêmio F5 por seu trabalho na série Sessão de Terapia.

Recentemente, na televisão, ganhou destaque por interpretar Abraão nas novelas Gênesis e A Bíblia, de 2021 e 2022, respectivamente, ambas da Rede Record.