Nacido en la ciudad condal en 1943, se licenció en Filosofía y Letras en la Universidad de Barcelona, doctorándose en dicha institución en Filología Románica en 1979 con la tesis Las obras ascéticas y morales de Quevedo. Después del ejercicio de la docencia como catedrático de Enseñanzas Medias en diversos institutos de las provincias de Gerona y de Barcelona, fue desde 1986 profesor titular de la Universidad de Barcelona, en su campus tarraconense, y años después desempeñaría esa misma función en la Universidad Rovira i Virgili de Tarragona. En 1993 obtuvo una Cátedra de Literatura Española en la Universidad de León, de la que se jubiló en 2013 como docente, manteniéndose vinculado a dicha universidad como investigador.    

José María Balcells Doménech centra preferentemente sus quehaceres investigadores en las letras españolas del Siglo de Oro y contemporáneas. Al primer campo de investigación pertenecen dos ediciones de Fray Luis de Granada, Guía de pecadores, publicada por Planeta en 1986, e Introducción del Símbolo de la Fe, que editó Cátedra en 1989. Quevedo en ´La cuna y la sepultura´, libro publicado por Sociedad General Española de Librería en 1981, es su más conocido aporte a la bibliografía quevediana. La monografía La epopeya burlada. Del ´Libro de buen amor´ a Juan Goytisolo, publicada por la Universidad de León en 2016, recoge varias aportaciones al estudio de la épica burlesca española, con especial atención en la áurea.   

En literatura contemporánea destacan sus estudios sobre distintos poetas de diferentes generaciones del siglo XX. En la obra de Miguel Hernández se centra su edición de El rayo que no cesa, publicada por Sial en 2002, y los libros siguientes: Sujetado rayo. Estudios sobre Miguel Hernández (Devenir, 2009), Miguel Hernández: espejos americanos y poéticas taurinas (Devenir, 2012), Nacido (s) para el luto. Miguel Hernández y los toros (Universidad de Jaén, 2017), y Miguel Hernández y los poetas hispanoamericanos y otros estudios hernandistas (Fundación Cultural Miguel Hernández, 2020).     

Sobre la obra poética de Rafael Alberti ha publicado la edición crítica Poesía IV, en la que se incluyen poemas muy poco conocidos y otros inéditos. El tomo fue editado por Seix Barral en 2004. A la poesía del autor dedicó también el libro Las palabras de la bahía. Estudios sobre Rafael Alberti, publicado en 2013 por la Universidad de León. 

Entre las aportaciones a la poesía del cincuenta y posterior se cuentan dos ediciones de la obra poética de José Corredor-Matheos. La primera la editó Pamiela en el año 2000 con el título de Poesía. (1970-1994). La segunda, Libro de sonetos, conteniendo una porción de poemas inéditos, la publicaría la Universidad de Jaén en 2019. Versan sobre la obra de Ángel Crespo el libro Poesía y poética de Ángel Crespo, publicado en 1990 por la editora balear Prensa Universitaria, y la edición Primeras poesías, que publicó la Diputación de Ciudad Real en 1993. De Rafael Ballesteros editó en 1995 el tomo Poesía. (1969-1989), publicado por la Diputación de Málaga.  

        

Ha realizado asimismo diversas contribuciones al estudio y antología de poetas españolas del pasado siglo y del presente, de lo que son muestra Ilimitada voz. Antología de poetas españolas. 1940-2002, publicada por la Universidad de Cádiz en 2003; la edición de la poesía de Sagrario Torres que publicó la Diputación de Ciudad Real en 2006; y el libro Voces del margen. Mujer y poesía en España. Siglo XX, publicado por la Universidad de León en 2009. 

José María Balcells Doménech es miembro correspondiente de la Academia Norteamericana de la Lengua Española, de la Real Academia Alfonso X el Sabio, de Murcia, y de la Reial Academia de Bones Lletres de Barcelona. Entre los reconocimientos recibidos figuran el título de Distinguis Visitor otorgado por la ciudad de Miami, y la medalla al mérito hernandiano concedida por la Comunidad valenciana.