Figlio del commerciante di stoffe Giuseppe Antonio Cottolengo, primo di dodici figli, imparò dalla madre Benedetta Chiarotti i principi della vita cristiana. La sua adolescenza venne condizionata dagli eventi legati alla Rivoluzione francese e alle invasioni di Napoleone I: buona parte dei suoi studi sacerdotali avvennero in clandestinità. Venne ordinato sacerdote l' 8 giugno 1811 nella cappella del seminario di Torino e nominato viceparroco a Corneliano d'Alba. Riprese gli studi teologici fino al raggiungimento della laurea con plauso e lode il 14 maggio 1816. Nel 1818 venne chiamato nella congregazione dei Canonici del Corpus Domini. Col trascorrere del tempo emerse nel Cottolengo una profonda insoddisfazione e la meditazione della biografia di san Vincenzo de' Paoli lo condusse ad una maturazione della sua dimensione umana e spirituale.La sua intuizione ebbe origine il 2 settembre 1827 quando venne chiamato al capezzale di una donna al sesto mese di gravidanza, affetta da tubercolosi e morente. Fu portata in più ospedali, ma in nessuno venne ricoverata. Di fronte al decesso improvviso della giovane, il Cottolengo sentì l'urgenza di creare un ricovero dove potessero essere accolti e soddisfatti i bisogni assistenziali che non trovavano risposta altrove. Con l'aiuto di alcune donne, il 17 gennaio 1828 aprì nel centro di Torino il Deposito de' poveri infermi del Corpus Domini.Dopo tre anni, in seguito ai timori di un'epidemia di colera, il Governo gli ordinò di chiudere il ricovero. Sì trasferì in Borgo Dora, dove il 27 aprile 1832 fondò quella grande realtà tuttora esistente: la Piccola Casa della Divina Provvidenza, più comunemente conosciuta col nome del suo fondatore: il Cottolengo.Diede inoltre vita ad alcune famiglie religiose: l'Istituto religioso delle Suore, i Fratelli e la Società dei Sacerdoti a lui intitolati.Morì il 30 aprile 1842 a Chieri, in provincia di Torino