José Antonio Díaz realizó estudios con Armando Romeu Marrero, más tarde formó parte de su orquesta, en 1926 pasó a la de Neno González, y en 1934, a la de Cheo Belén Puig.
Después fundó su propia orquesta integrada por él como director y flauta; Luis Cortázar, timbal; Gustavo Tamayo, güiro; Raúl Valdés, piano; Ángel González, contrabajo; Elio Valdés, violín; y Alberto Aroche, cantante.
Fue miembro de las orquestas Antonio María Romeu y la América. José Antonio Díaz fue maestro del gran flautista Antonio Arcaño.