Ingressou na Escola de Belas Artes do Porto no ano escolar de 1941-42, concluindo a sua formação académica em 1950. Nesta data inicia a sua atividade de arquiteto como profissional liberal e docente (2º assistente) na Escola Superior de Belas Artes do Porto.
Em 1972 abandona a carreira docente para se dedicar exclusivamente ao exercício da arquitetura como profissão liberal.
Em 1976, em colaboração com o Arq. Luís Pádua Ramos, seu colaborador na altura, constitui a GALP, Lda (Gabinete de Urbanismo, Arquitectura e Engenharia, Lda).
Em 1992, retomou a docência, na qualidade de professor convidado da Faculdade de Arquitectura da Universidade do Porto.
Participou em colóquios, congressos e exposições de caráter nacional e internacional, desempenhou cargos diretivos em associações representativas da profissão e exerceu funções em cargos de vereação camarária no município do Porto. Em 2009 foi-lhe atribuída a Medalha Municipal de Mérito, Grau de Ouro.
A obra projetada do arquiteto encontra-se dispersa por um amplo território geográfico, com uma maior incidência no Porto e no Norte de Portugal, variando entre as habitações uni e plurifamiliares, de caráter cultural, hospitalar e outros equipamentos. Como referências desse extenso universo cita-se o Edifício Parnaso (Porto 1954-56), a Pousada de São Bartolomeu (Bragança, 1954-60), os Edifícios Luso-Lima (Porto, 1958-72), o Mercado Municipal de Barcelos (1968-70), o Palácio de Desportos (Porto, 1951-52), o Hotel D. Henrique (Porto, 1965-72) e os Edifícios Residenciais de Aveiro (1968-72). Enquanto arquiteto, José Carlos Loureiro teve como colaboradores, nos seus escritórios, Alcino Soutinho, Anni Gunther, Carlos Chaves de Almeida, José Gomes Fernandes, Luís Cunha, Manuel Correia Fernandes, Maria Noémia Coutinho, Noé Dinis (estagiário), Pádua Ramos e Rogério Cavaca (estagiário), entre outros.