Jornalista de formação, José Carlos Avellar trabalhou por mais de vinte anos como crítico de cinema do Jornal do Brasil e foi integrante do conselho editorial da revista Cinemais e da publicação virtual El ojo que piensa, da Universidade de Guadalajara (México). Atuou como consultor dos festivais internacionais de cinema de Berlim, de San Sebastián e de Montreal. De 2006 a 2011 foi curador (com Sérgio Sanz) do Festival de Gramado.
Publicou seis livros de ensaios sobre cinema, e foi co-autor de dezenas de trabalhos sobre o cinema brasileiro e latino-americano, dos quais se destacam Le Cinéma Brésilien e Hojas de Cine (Universidad Autonoma Metropolitana, México). Vários ensaios seus foram publicados em catálogos de festivais de cinema como o de Manheim, Locarno e Valladolid. Organizou a edição de O Processo do Cinema Novo, de Alex Viany, e a edição brasileira das duas principais obras de Sergei Eisenstein, A Forma do Filme e O Sentido do Filme.
Não satisfeito com seu papel de critico e ensaísta, Avellar dedicou grande parte de sua vida, como gestor, à administração cultural do cinema brasileiro.
Da Cinemateca do Museu de Arte Moderna do Rio de Janeiro, foi vice-diretor e diretor. Foi diretor da Embrafilme e diretor-presidente da RioFilme. Presidiu o Conselho do Programa Petrobrás de Cinema.
Na Escola de Cinema Darcy Ribeiro, Avellar foi curador do Cineclube, editor dos Cadernos da ECDR e ainda integrou a coordenação dos Cursos Regulares, onde lecionou Linguagem Audiovisual e História do Cinema Brasileiro.
Foi vice-presidente da Fipresci e da Associação Internacional de Críticos de Cinema, da qual foi secretário latino-americano. Participou de júris oficiais e de crítica em vários festivais internacionais, inclusive em Cannes e Veneza.
Por suas atividades cinematográficas, recebeu em dezembro de 2006 a condecoração de Chevalier des Arts et Lettres, conferida pelo governo francês, através do Cônsul Geral da França no Rio de Janeiro.
Nos anos 1960 e 1970, José Carlos Avellar também exerceu várias funções como cineasta. Estreou na direção com o curta Treiler e co-dirigiu Destruição cerebral e Viver é uma festa.
Foi diretor de fotografia do média-metragem Manhã cinzenta e do longa-metragem Triste trópico. Produziu o documentário Passe Livre (1974) e montou Iaô.
Escreveu os seguintes livros: O chão da palavra: cinema e literatura no Brasil, Glauber Rocha, A ponte clandestina – teorias de cinema na América Latina, Deus e o Diabo na terra do sol, O cinema dilacerado e Imagem e ação, imagem e som, imaginação.