Catedrático de Química Orgánica de la UPV/EHU, actualmente es director científico de Ikerbasque, la Fundación Vasca para el avance de la ciencia (desde 2009). Desde 1993 coordina un grupo de investigación de Química Bioorgánica Teórica y Experimental, que posee la mención de Grupo Consolidado del Gobierno Vasco, de tipo A.
La investigación desarrollada por el profesor Cossío se centra en el estudio de las reacciones pericíclicas y de formación de enlaces C-C, tanto computacionalmente como a través de metodologías experimentales. Su liderazgo y visión poniendo siempre la excelencia científica del candidato por encima de cualquier otra consideración ha sido clave para el espectacular éxito de Ikerbasque, lo que ha impulsado un cambio cualitativo de la ciencia en el País Vasco.
Su trayectoria científica está avalada por 223 publicaciones en revistas internacionales indexadas (h=48), 5 capítulos de libro y una monografía, así como 65 contribuciones a congresos, 14 patentes y la participación en 46 proyectos de I+D (financiados tanto por entidades públicas con concurrencia competitiva como por empresas privadas). Asimismo, ha dirigido 23 tesis doctorales en el área de la Química Orgánica sintética y computacional. Desde 2015 a 2018 ha sido coordinador de la ANEP, en el área científica de Química.
Los premios y distinciones más relevantes que ha recibido son: Premio Almirall de la Sociedad Española de Química Terapéutica (1987), Premio Euskoiker (2005), Premio Ignacio Rivas de la Real Sociedad Española de Química (2011), Premio de Investigación Janssen-Cilag España de la Real Sociedad Española de Química (2013), Premio especial de investigación de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas, Químicas y Naturales de Zaragoza con motivo del Centenario de la Real Academia, año 2016 y Premio Euskadi de Investigación 2020.
