José Moreno-Villa nacque a Malaga il 16 febbraio 1887, da José Moreno Castañeda, che era un personaggio politico, e Rosa Villa Corró. Era il più grande di quattro fratelli.
Fin da bambino ricevette una buona educazione, studiando nelle migliori scuole e mostrando sempre un profondo interesse per gli studi. Era anche dotato di un grande talento per la pittura.
Diplomatosi al liceo con buoni voti, suo padre lo mandò in Germania a studiare chimica, una disciplina per la quale non provò mai alcun interesse. Così, nei quattro anni trascorsi in Germania, dal 1904 al 1908, si dedicò con passione alle lettere e all'arte. Decise quindi di abbandonare la scuola e tornò a Malaga, dove partecipò alle riunioni letterarie dei caffè e lavorò come editore in varie riviste.
Nel 1910 si recò a Madrid per studiare storia dell'arte presso l'Institución de Libre Enseñanza.
Nel decennio degli anni venti intrecciò una relazione con Florence, una ragazza di New York che viveva a Firenze. Insieme si recarono negli Stati Uniti per incontrare i genitori della ragazza, ma l'incontro con i suoceri non fu piacevole. Il padre di Florence non era d'accordo sul fatto che sua figlia avesse una relazione con un uomo più grande di lei e, sconsolato, il poeta decise di tornare a Madrid.
Prima dello scoppio della guerra civile nel 1936, Moreno-Villa fu costretta a lasciare il paese. Si recò in Messico, ove scrisse per "El Nacional" e "Novedades", e contnuò a scrivere e pubblicare libri.
Nel 1938 si spsò con Consuelo Nieto, vedova del suo amico Génaro Estrada, un politico messicano. Due anni dopo nacque il loro unico figlio, José Moreno Nieto.
Negli ultimi anni della sua vita si immerse completamente nel mondo della pittura, un'occupazione per la quale sentì sempre una forte attrazione.
Morì in Messico il 25 aprile 1955 in Messico.