Débutant sa carrière il y a une vingtaine d'années chez Sony Pictures Television, Joaquim Dos Santos travaille d'abord sur des séries d'animation comme Roughnecks: The Starship Troopers Chronicles et Men in Black: The Series avant de s'imposer comme réalisateur et storyboarder sur des productions marquantes du petit écran américain. Il dirige et produit notamment Avatar : le dernier maître de l'air et sa suite La Légende de Korra pour Nickelodeon, ainsi que Voltron: Legendary Defender pour DreamWorks Animation, tout en contribuant à des séries comme Justice League Unlimited et Teen Titans pour Warner Bros. En 2021, il rejoint aux côtés de Kemp Powers et Justin K. Thompson l'équipe de réalisation de la suite tant attendue du film Into the Spider-Verse, Spider-Man : Across the Spider-Verse, sorti en 2023, où il apporte son expertise de storyboarder pour chorégraphier les séquences d'action les plus ambitieuses. Le film, salué unanimement par la critique et le public, remporte un immense succès commercial et confirme la légitimité de Dos Santos au sein du grand cinéma d'animation. Il poursuit depuis le développement du troisième volet de la trilogie, Beyond the Spider-Verse, aux côtés des mêmes coréalisateurs.
Sa longue expérience en tant que storyboarder sur des séries d'animation d'action, en particulier Avatar et Korra, nourrit sa capacité à raconter une histoire émotionnelle à travers le mouvement et la chorégraphie de l'action, comparée par ses collaborateurs à celle d'une comédie musicale. Le style visuel novateur d'Into the Spider-Verse, mêlant esthétique de comic book et animation numérique, constitue une influence directe qu'il approfondit dans sa contribution à la suite. Son goût pour les récits de fantasy et de science-fiction chorale, hérité de ses années sur des séries télévisées ambitieuses, façonne également sa manière de gérer des univers multiples et complexes.
Dos Santos privilégie une mise en scène de l'action fondée sur le mouvement et le rythme, capable de raconter une émotion à travers une chorégraphie visuelle plutôt que par le seul dialogue. Il sait orchestrer des séquences multivers d'une grande complexité technique, comme dans Across the Spider-Verse, tout en gardant le fil émotionnel du personnage de Miles Morales au centre de chaque plan. Sa direction, issue d'une expérience de story artist, privilégie une approche collaborative et expérimentale, laissant l'équipe technique explorer librement de nouveaux langages visuels.
Joaquim Dos Santos n'a pas été personnellement nommé aux Oscars en raison d'une règle de l'Académie limitant le nombre de réalisateurs éligibles par équipe, malgré la nomination de Spider-Man : Across the Spider-Verse à l'Oscar du meilleur film d'animation en 2024. Il reçoit en revanche, avec ses coréalisateurs, le prix Variety Creative Impact in Animation Directing Award ainsi que le titre de cinéastes de l'année décerné par Consequence of Sound en 2023.
Kemp Powers et Justin K. Thompson, coréalisateurs de la trilogie Spider-Verse, constituent ses collaborateurs les plus étroits sur ses projets les plus récents et les plus ambitieux. Les producteurs Phil Lord et Christopher Miller, à l'origine du concept visuel de la franchise, l'accompagnent également depuis le début de son implication dans l'univers de Miles Morales. Il travaille aussi de façon suivie avec les équipes de Nickelodeon Animation Studio, où il a développé l'essentiel de son expertise sur Avatar et Korra.
La quête d'identité et d'appartenance à travers des mondes multiples ou fragmentés structure une large partie de son travail, de Korra à Across the Spider-Verse. La responsabilité individuelle face à un destin plus grand que soi, qu'il s'agisse d'un avatar ou d'un super-héros, occupe également une place centrale dans les récits qu'il met en scène. L'action comme vecteur d'émotion et de caractérisation, plutôt que simple spectacle, traverse enfin l'ensemble de sa filmographie de réalisateur et de storyboarder.