Οταν αποχώρησε από την ενεργό δράση, άρχισε να προπονεί έναν μικρό σύλλογο, την Αράτια και τα επόμενα 11 χρόνια εργάσθηκε στις Μπασκόνια, Αθλέτικ Μπιλμπάο (Β` ομάδα), Ορέρα, Λανθαρότε κι Εϊμπάρ, ενώ το 2005 ανέλαβε την πρώτη ομάδα της Μπιλμπάο.
Εναν χρόνο αργότερα, αποφάσισε να εργασθεί στην Βαγιαδολίδ, στην Β` κατηγορία και είχε την πρώτη του μεγάλη επιτυχία καθώς κατέκτησε το πρωτάθλημα με ρεκόρ βαθμών (88), ενώ διατήρησε αήττητο σερί για 29 αγώνες. Μάλιστα κατάφερε να οδηγήσει την ομάδα του, μέχρι και τα προημιτελικά του Copa Del Rey.
Το 2010 απολύθηκε από την Βαγιαδολίδ και ακολούθησαν θητείες σε Οσασούνα, Λεβάντε, Εϊμπάρ και Αλαβές. Στις 23 Μαρτίου 2023, «μετακόμισε» στην Σεβίλη αντικαθιστώντας τον Χόρχε Σαμπαόλι, οδηγώντας την ομάδα στην κατάκτηση του Europa League, αφού απέκλεισε την Μάντσεστερ Γιουνάιτεντ. Στο τελικό, η Σεβίλη επικράτησε με 4-1 στα πέναλτι της Ρόμα κι ενώ η κανονική διάρκεια του αγώνα έληξε 1-1.
Στις 8 Οκτωβρίου του 2023 ο Μεντιλίμπαρ απολύθηκε από την Σεβίλη, αφού η ομάδα είχε μόλις δύο νίκες στα πρώτα οκτώ παιχνίδια της σεζόν.
Ο Μεντιλίμπαρ υπέγραψε στον Ολυμπιακό στις 12 Φεβρουαρίου 2024 και έκανε το ντεμπούτο του τρεις ημέρες αργότερα, νικώντας τη Φερεντσβάρος με 1–0 στον γύρο των play-off του Conference League. Ο Βάσκος τεχνικός, οδήγησε την ομάδα του Πειραιά στον πρώτο ημιτελικό της Ιστορίας της σε διοργάνωση της UEFA, όπου απέκλεισε την Άστον Βίλα του συμπατριώτη του Ουνάι Έμερι με συνολικό σκορ 6-2 (4-2 στην Αγγλία και 2-0 στο «Γ.Καραϊσκάκης»). Ο Ολυμπιακός έγινε η πρώτη ελληνική ομάδα μετά τον Παναθηναϊκό το 1971, που προκρίθηκε σε τελικό ευρωπαϊκής διοργάνωσης και με «αρχιτέκτονα» τον Μεντιλίμπαρ κατέκτησε τον πρώτο ευρωπαϊκό τίτλο σε συλλογικό επίπεδο για το ελληνικό ποδόσφαιρο, νικώντας τη Φιορεντίνα με 1–0 στον τελικό της Αθήνας.
Προπονητικό «προφίλ»
Ο Μεντιλίμπαρ είναι γνωστός για την πραγματιστική και πειθαρχημένη προσέγγισή του στην προπονητική. Δίνει έμφαση στην αμυντική σταθερότητα και την αποτελεσματική οργάνωση της ομάδας, συχνά αναπτύσσοντας τις ομάδες του με συμπαγή και πειθαρχημένο τρόπο. Με την εστίασή του στην ομαδική προσπάθεια και στην τακτική πειθαρχία, έχει κερδίσει επάξια την φήμη ενός αξιοσέβαστου προπονητή στο ισπανικό ποδόσφαιρο.
Η επίδραση του Μεντιλίμπαρ στους συλλόγους που έχει διευθύνει είναι ευρέως αναγνωρισμένη. Εκτιμάται ιδιαίτερα για την ικανότητά του να μεγιστοποιεί τις δυνατότητες των ομάδων του, πετυχαίνοντας συχνά επιτυχίες, παρά τους περιορισμένους οικονομικούς πόρους, σε σύγκριση με άλλους ανταγωνιστικούς συλλόγους.
«Κεφάλαιο τακτική»
Ο Χοσέ Λουίς Μεντιλίμπαρ έχει δείξει ευελιξία στην τακτική του προσέγγιση και έχει χρησιμοποιήσει διάφορους σχηματισμούς σε όλη την προπονητική του καριέρα, προσαρμόζοντάς τους στα χαρακτηριστικά των παικτών του και στις συγκεκριμένες καταστάσεις του αγώνα. Ωστόσο, συχνά χρησιμοποιεί έναν παραδοσιακό σχηματισμό 4-4-2.
Η συγκεκριμένη διάταξη αποτελείται συνήθως από τέσσερις αμντικούς, έναν σχηματισμό «διαμαντιού» στην μεσαία γραμμή με έναν αμυντικό μέσο, δύο κεντρικούς χαφ και έναν επιθετικό χαφ και δύο επιθετικούς μπροστά. Αυτός ο σχηματισμός επιτρέπει μια ισορροπημένη δομή, με σταθερή αμυντική κάλυψη και επιλογές, τόσο για πλάτος, όσο και για κεντρικό παιχνίδι στην μεσαία γραμμή και στην επίθεση.
Η προτίμηση του Μεντιλίμπαρ για τον σχηματισμό 4-4-2 μπορεί να φανεί στις προηγούμενες προπονητικές του θητείες, όπως συνέβη σε συλλόγους όπως η Οσασούνα, η Λεβάντε και η Εϊμπάρ. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι έχει «πειραματισθεί» και με άλλους σχηματισμούς, όπως παραλλαγές του 4-2-3-1 ή του 4-3-3, ανάλογα με τις ιδιαίτερες απαιτήσεις της ομάδας και του αντιπάλου που αντιμετωπίζει.
Στον τελικό του Conference League κόντρα στην Φιορεντίνα ο Μεντιλίμπαρ προτίμησε ένα 4-2-3-1 προκειμένου να περιορίσει τα «ατού» της ιταλικής ομάδας και να έχει έναν επιπλέον παίκτη στο κέντρο.
Η τακτική ευελιξία του Μεντιλιμπάρ είναι ένα από τα δυνατά του σημεία ως προπονητής, καθώς προσαρμόζει τους σχηματισμούς και τις στρατηγικές του, έτσι ώστε να αξιοποιήσει καλύτερα τις δυνατότητες των παικτών του και να εκμεταλλευθεί τις αδυναμίες του αντιπάλου. Η εστίασή του στην αμυντική οργάνωση, το πρέσινγκ υψηλής έντασης και το άμεσο παιχνίδι παραμένουν σταθεροί άξονες, ανεξάρτητα από τον σχηματισμό που χρησιμοποιείται.
Χοσέ Λουίς Μεντιλίμπαρ – Διακρίσεις
1997/98 Πρωτάθλημα 4ης κατηγορίας με Μπασκόνια
2006/07 Πρωτάθλημα 2ης κατηγορίας με Βαγιαδολίδ
2022/23 Europa League με Σεβίλη
2023/24 Conference League με Ολυμπιακό.
Ατομικές διακρίσεις
2016/17 Βραβείο Miguel Munoz στη La Liga
Φεβρουάριος του 2017 Προπονητής του μήνα στη La Liga