Juan Carlos Fresnadillo s'installe à Madrid en 1985 pour y faire des études de cinéma et de photographie. Il débute comme assistant de production sur des courts métrages. En 1987, il crée sa propre société de production. Le public espagnol le découvre en 1997 lors de sa nomination à l'Oscar pour son court métrage en noir et blanc, Esposados, qui remportera quarante prix nationaux et internationaux.

Fortement marqué par le crash aérien de deux Boeing 747 à Tenerife en 1977, il s'en inspire pour mettre en scène son premier long métrage, Intacto, l'adaptation cinématographique d'un roman de Primo Levi. Juan Carlos Fresnadillo obtient, à cette occasion, le Prix Goya espagnol 2002 du meilleur jeune réalisateur.