Sin grandes éxitos, Juan Carlos Osorio llega a la Selección Mexicana sin haber tomado las riendas de un combinado nacional. Sin embargo, es un gran estudioso del futbol mundial. 

El entrenador colombiano obtuvo sus mejores cartas credenciales en Europa, como la de profesional en Science and Football de la Universidad John Moores (Liverpool), director técnico de la UEFA -el mayor grado- clase A de la English Football Association y entrenador del Royal Netherlands Football Association.

Eso le valió estar más de cinco años trabajando en los banquillos como segundo entrenador en el Metro Stars y Manchester City, donde trabajó con los ingleses Kevin Keegan y Stuart Pearce. En 2007 regresó a Colombia para dirigir a Millonarios de Bogotá, aunque duró sólo unos meses para trasladarse a la MLS, donde tuvo bajo su mando al Chicago Fire y a los Red Bulls de Nueva York, con estos últimos conquistó en 2008 el título de la Conferencia Este de la liga estadounidense.

En 2010 se convirtió en nuevo entrenador del Once Caldas colombiano, con quien logró su primer título como director técnico. 

Osorio tuvo un paso fugaz por el futbol mexicano con el club Puebla, en donde solamente disputó 11 encuentros, con un balance de dos victorias, dos empates y siete derrotas (cinco de ellas de manera consecutiva).

Sin embargo, la mejor etapa de Juan Carlos Osorio fue en su propio país, Colombia, con Atlético Nacional de Medellín, en donde debutó el 3 de mayo de 2012. Con este club al que dirigió en 236 juegos ganó varios campeonatos: la Superliga de Colombia, la Copa Colombia en dos ocasiones, el Torneo Finalización y el Torneo Apertura un par de veces.

Las estadísticas en toda su carrera como director técnico, Juan Carlos Osorio tiene un porcentaje de 41.5% de victorias, 26% de empates, y 32.5% de derrotas.