Realizador de cortometrajes vanguardistas, desde los 13 años escribe relatos cortos y, en su juventud, estudió piano, fagot, armonía y composición. En el año 1956 cambió la música por el cine y se trasladó a Madrid para estudiar en la Escuela Oficial de Cinematografía, donde no llegó a graduarse. Compaginó sus estudios con el trabajo como crítico de cine en revistas como Radiocinema, Film Ideal y Primer Plano y con la dirección de cortometrajes para televisión e industriales. Poco después, comenzó a trabajar como ayudante de realización de Eugenio Martín y César Fernández Ardavín.

En los años 60 dirigió una serie de cortometrajes experimentales que él denominó “anticine”: Tiempo de dos (1960), Pasajes tres (lo viejo, lo nuevo y más) (1961), ganador de la Concha de Oro en la categoría de Mejor Cortometraje en el Festival de Cine de San Sebastián; A ras del río (1961), Tiempo de playa (1961), Espacio dos (1961), Playa insólita (1962), Tiempo abierto (1962), que recibió el Premio al Mejor Cortometraje en Lengua Española en el Festival de Cine de San Sebastián; Vizcaya cuatro (1962), Toros tres (1962), Tiempo de pasión (1963), Blanco vertical (1963), Mujer contra toro (1963), Canto a la esperanza (1963), Artesanía en el tiempo (1964) y Espacio muerto (1965). Posteriormente, escribió un libro titulado Anticine en el que explicó su teoría y reflexiones sobre dicho término.

En 1965 rodó la comedia Los oficios de Cándido y el largometraje documental España insólita. Después dirigió cine comercial que alternó con el rodaje de otros cortometrajes vanguardistas. Al año siguiente estrenó los cortos de género documental Escombreras (1966) y El rastro (1966), acerca del mercadillo dominical de Madrid y con un guión en el que colaboró el escritor vanguardista Ramón Gómez de la Serna (1888–1963). Sus siguientes trabajos también son documentales de corta duración: Madrid: la puerta más cordial (1967), Una industria para el campo (1967) y Espacio de playa (1967). En 1967 también dirigió la comedia musical Los chicos con las chicas y, al año siguiente, Los que tocan el piano (1968), una película protagonizada por Tony Leblanc, Concha Velasco y Alfredo Landa.

En 1969 regresa al documental con Objetivo cuarenta grados y Espectro siete (7 objetos luminosos y 5 complementarios), aunque también dirige Soltera y madre en la vida (1969) y otra comedia musical: Una vez al año ser hippy no hace daño (1969). A lo largo de los 70 rueda otros cortometrajes experimentales como Vau seis (1970), cuyo narrador es Fernando Fernán Gómez; UTS cero realización (1970), Temporalidad interna (1970), Múltiples, número indeterminado (1970), Impulsos ópticos en progresión geométrica (realización II) (1970), Fluctuaciones entrópicas (1971), Tautólogos plus X (1974), Vibraciones oscilatorias (1975), basado en un poema de Vicente Aleixandre; Exosmosis (1975) y Continuum 1 (1975).

En esa década también dirige otros cortometrajes de género documental como Che Che Che (1970), sobre la figura del Che Guevara; Tercer plan de desarrollo económico y social (1972), Costa del sol malagueña (1972), un documental de temática turística con un guión de Francisco Rovira Beleta; y Underwelles (1975), sobre el cineasta estadounidense Orson Welles.

Aun así, Javier Aguirre no dejó de lado el género de ficción. Durante esos años rodó la comedia De profesión, sus labores (1970), en la que actuó el cineasta Antonio del Real junto con Fernando Fernán Gómez y en cuyo guión trabajó el director Pedro Masó al igual que en la comedia El astronauta (1970). Ese año también dirigió la comedia musical Pierna creciente, falda menguante (1970), protagonizada por Fernando Fernán Gómez, su viuda, Emma Cohen; y Laura Valenzuela y, dos años después, Soltero y padre en la vida (1972), una comedia en la que actúa José Sacristán.

Sus siguientes trabajos pertenecían al género de terror: El gran amor del Conde Drácula (1972), un filme protagonizado por Paul Naschy; El asesino está entre los trece (1973) y El jorobado de la morgue (1973). En 1973 también estrena Volveré a nacer, un melodrama en el que actúa el cantante Raphael. Un año más tarde, rueda la comedia El insólito embarazo de los Martínez (1974) y en 1975, el filme erótico Vida íntima de un seductor cínico, así como las películas de género cómico El mejor regalo (1975) y Ligeramente viudas (1975). Sus siguientes largometrajes pertenecen al género del destape: La iniciación en el amor (1976) y Esposa de día, amante de noche (1977). Ese año dirige también la adaptación de una novela de Miguel de Unamuno: Acto de posesión (1977). En 1978 rueda el drama Carne apaleada.

En 1980 dirige Los pecados de mamá, la comedia musical La guerra de los niños y, nuevamente, otros largometrajes de destape: Cariñosamente infiel y El consenso. En 1981 estrena la secuela La segunda guerra de los niños y Rocky Carambola. Sus trabajos de los años venideros son Martes y trece, ni te cases ni te embarques (1982), En busca del huevo perdido (1982); Vida perra (1982), protagonizado por su musa y compañera sentimental Esperanza Roy; Las locuras de Parchís (1982) y Parchís entra en acción (1983), comedias musicales protagonizadas por este grupo.

Después de estos prolíficos años, no vuelve a dirigir hasta 1987, año en que lleva a la gran pantalla la adaptación de la novela homónima de Ana María Matute, El polizón del Ulises.

Ese año también estrena La monja alférez (1987), basada en la biografía escrita por Thomas de Quincey sobre Catalina de Erauso. En 1988 dirige La diputada. Su siguiente película es la comedia El amor sí tiene cura (1991), un vodevil protagonizado por Fernando Esteso. La película, de género erótico–festivo–paleto, fracasó porque el público ya había evolucionado dejando la película fuera de lugar dentro del mercado cinematográfico.

El drama La voz (2000), basado en una historia del escritor irlandés Samuel Beckett; el filme experimental Zero/infinito (2001); narrado, entre otros, por Paco Rabal, Fernando Fernán Gómez, Emma Cohen y Santiago Segura; Variaciones 1/113 (2002), inspirado en un poema del argentino Jorge Luis Borges (1899–1986); Medea 2 (2006); y Dispersión de la luz (2006), son sus últimos trabajos.