Memulai karier sebagai asisten pelatih di klub Rayo Vallecano, kemudian mulai merangkak ke tim Real Madrid Castilla sebagai pelatih. Kemudian pada tahun 2010 dipercaya menangan Timnas Spanyol U-20. 

Setelah menangani Timnas Spanyol U-20, U-19, dan U-21, serta meraih gelar Euro U-21 dan Euro U-19, Julen Lopetegui dipercaya melatih klub raksasa Portugal, FC Porto selama 1,5 musim. 

Hingga akhirnya pada Juli 2016 lalu usai perhelatan Euro 2016, Lopetegui diangkat menjadi pelatih Timnas Senior Spanyol. Julen pun diganjar kontrak dengan gaji 3 juta euro atau sekitar Rp49,7 miliar per tahun untuk membesut David de Gea dkk.