Johann Friedrich Cotta wurde am 27. April 1764 in Stuttgart geboren, wo sein Vater Christoph Friedrich Cotta sen. die am Großen Graben in der heutigen Königstraße 42 gelegene, an Hof und Regiment gebundene „Hof- und Canzleydruckerei“ führte. Über seine Jugend ist wenig bekannt, sicher ist nur, dass er das Stuttgarter Gymnasium illustre besuchte, dort sich mit Hingabe der Mathematik und Geschichte widmete. Der Tod seines Patenonkels, des berühmten Tübinger Theologieprofessors Johann Friedrich machte ihn frei von der Bestimmung, Theologie zu studieren. So nahm er 1782 in Tübingen sein Studium der Rechte auf, das er 1785 mit der Promotion abschloss.
Der Vater bot ihm die dortige, seit 1659 im Familieneigentum betriebene J. G. Cotta‘sche Buchhandlung an – der erstgeborene Sohn Christoph Friedrich jun. hatte sie wegen einer Karriere als Staatsrechtler ausgeschlagen, der zweite Sohn Johann Georg hatte wegen Unregelmäßigkeiten in der ihm anvertrauten Posthalterei Tübingen verlassen müssen. Johann Friedrich kaufte Häuser und Geschäft für 17.000 Gulden und machte binnen zwei Jahrzehnten aus dem abgewirtschafteten Tübinger Universitätsverlag den führenden Universalverlag in Deutschland, der u.a. Goethe, Schiller, Alexander von Humboldt, Fichte und Schelling zu seinen Stammautoren zählte und neben einer Vielzahl anderer Zeitungen und Zeitschriften seit 1798 die „Allgemeine Zeitung“ – „the German Times“, wie sie Friedrich Engels später nennen sollte – und seit 1807 das „Morgenblatt für gebildete Stände“ herausgab. 1826 gründete er in München noch als eigenen graphischen Verlag die Literarisch-artistische Anstalt der J. G. Cotta‘schen Buchhandlung.
Der von seinen Verlegerkollegen hochgeachtete „Bonaparte“ oder „Napoleon des deutschen Buchhandels“ kam erst 1810 nach Stuttgart zurück. Hintergrund waren die enge Verbindung zu Kronprinz Friedrich Wilhelm und Prinz Paul, der abflauende Konflikt mit König Friedrich, dessen Zensur ihm mehrfach übel mitgespielt hatte, und nicht zuletzt der Wunsch seiner Gattin Wilhelmine, ein standesgemäßes Leben in einem repräsentativen Haus in der Haupt- und Residenzstadt zu führen. 1810 kaufte er ein Haus in der Königstraße 31 und errichtete ein Hinterhaus mit einer großen Druckerei.
Der neue Firmensitz wurde nun Basis auch für sein politisches Wirken. Nach dem Wiener Kongress 1814/15, den er als Deputierter des deutschen Buchhandels besucht hatte, um ein Verbot des Nachdrucks und eine verfassungsmäßige „Pressfreiheit“ in einer deutschen „Constitution“ zu betreiben, wurde er zu einem der Protagonisten des Württembergischen Verfassungsstreits (1815-1819). Deputierter des Oberamts Böblingen in der Ständeversammlung, fungierte er anfangs als „Sekretär der gewählten Deputierten“ und versuchte in dem zunehmend erbitterten Streit zwischen den „Altenrechtlern“, die die Restitution der alten Ständeverfassung und deren Ausdehnung auf die neuwürttembergischen Gebiete forderten, und König Friedrich, der eine moderne Repräsentativverfassung geben wollte, zu vermitteln.
Einen Tiefpunkt seiner politischen Karriere erlebte er am 2. Juni 1817, als der Landtag den überarbeiteten Verfassungsentwurf des neuen Königs Wilhelm ablehnte, und er in der Folge einem Kompromisskurs geopfert wurde. Als Dank für seine loyalen Dienste restituierte der König im selben Jahr noch den alten Familienadel: Cotta nannte sich nun Cotta von Cottendorf; zudem wurde er mit dem preußischen Hofratstitel ausgezeichnet – im Jahr 1822 folgte dann noch als „Douceur“ des bayerischen Königs Max Joseph, um eine erwünschte Ansiedlung des Cotta’schen Verlags in Bayern zu unterstützen, der bayerische Freiherrntitel. Als Virilstimmführer des Grafen Bissingen stimmte Cotta im September 1819 der Verfassung zu, bevor er von 1820 bis 1832 die Ritterschaft des Schwarzwaldes in der Kammer der Abgeordneten in der württembergischen Ständeversammlung vertrat. Mitglied des Ständischen Ausschusses, der zwischen den Landtagen die Geschäfte führte und die Landtage vorbereitete, Mitglied vieler Kommissionen und vor allem der Finanzkommission, wurde er von 1826 an mit dem Amt des Vizepräsidenten der Kammer betraut. 1823 wählten ihn die Bürger Stuttgarts zum Obmann des Bürgerausschusses.
Seine Geschäfte als Verleger, namentlich der Verlag der „Klassiker“ und der prosperierenden „Allgemeinen Zeitung“, machten Cotta Anfang der 1820er Jahre zum Millionär. Früh hatte er begonnen, sein wachsendes Vermögen auch auf anderen Geschäftsfeldern zu investieren: 1806 kaufte er in Baden-Baden ein säkularisiertes Kloster und baute es in ein Hotel um; dann kaufte er insgesamt vier Landgüter, auf denen er den rationellen Landbau praktizierte so wie er sich auch für die Befreiung des Landes vom überkommenen Zehntrecht, das bestimmte Früchte und Fruchtwechsel vorschrieb, und der Leibeigenschaft einsetzte. Sein Faible galt der Mathematik und der Technik. Als Verleger und Unternehmer investierte er in neue Technologien wie Lithographie, Schnellpressen und die maschinelle Produktion von „Papier ohne Ende“, in Fabriken für Wolltuch und maschinelle Flachsspinnerei sowie ab 1824 in die Dampfschifffahrt auf dem Bodensee und dem Rhein.
Eng verbunden mit Königin Katharina und König Wilhelm war er 1816/17 führend beteiligt an der Gründung des Wohltätigkeitsvereins und des Landwirtschaftlichen Vereins sowie der Württembergischen Sparkasse und der Handelskammer. Sein Engagement für den Freihandel krönte er 1828/29 mit seinen Geheimverhandlungen eines Handelsvertrags des württembergisch-bayerischen und des preußisch-hessischen Zollvereins, der ein Meilenstein für den 1833 ins Leben gerufenen Deutschen Zollverein war. Cotta starb hochgeehrt am 29. Dezember 1832 und wurde auf dem Hoppenlaufriedhof beerdigt.