Родился в Монтеррее 26 апреля 1990 года, переехал в Барселону вместе со своим братом Джованни летом 2002 года. Он тренировался в разных группах, но в сезоне 2008-09, когда играл за молодежную команду А, ему дали Испанское гражданство, что давало возможность играть за первую команду.

Летом 2009 Луис Энрике взял Джонатана в Барсу Б, а Гвардиола взял его в предсезонный тур по Англии и США. 15 августа впервые был включен в основной состав на матч Суперкубка Испании против Атлетика Бильбао, но впервые вышел на поле только месяц спустя, 28 октября на 79 минуте заменил Сейду Кейта, в матче Кубка Испании против Культураль Леонеса.

Через месяц, 24 ноября, дебютировал в Лиге Чемпионов против Милана, а 2 января 2011 года дебютировала Лиги против Вильярреала.

В сезоне 2011-12, Джонатан стал чаще выходить на поле, играя в Лиге, Кубке и Лиге Чемпионов. Он сыграл в финале Кубка Испании против Бильбао, а также ездил в Японию с первой командой на клубный Чемпионат Мира, вскоре после этого продлил контракт до 2015 года.

Дос Сантос дебютировал в Мексиканской сборной 22 сентября 2009 в игре против Колумбии и изначально был включен в заявку на Чемпионат Мира в Южной Африке, хотя в финальной части турнира не участвовал.