Aunque en sus primeros años de estudiante se movía entre la física, la informática y las ciencias de la información, llegando a trabajar para IBM, Santos se dejó seducir por el mundo del teatro hasta tal punto de abandonar su carrera y lanzarse a estudiar Arte Dramático.
El público asocia su cara a series como El barco, Aída, Cuéntame cómo pasó, Amar es para siempre y El comisario, entre otras, siempre como actor de reparto. En cine, su carrera comenzaría en 1985 con De tripas corazón, a la que seguirían títulos como Don Juan, mi querido fantasma, La ley de la frontera, Corazón loco y La hora de los valientes. Santos trabajó con cineastas como José Luis García Sánchez, Fernando Fernán Gómez, Adolfo Aristarain, Mario Camus, Antonio Mercero, Miguel Albaladejo y Agustín Díaz Yanes.
Sin embargo, la carrera de Santos estuvo enfocada principalmente en el teatro, concretamente el clásico, presencia constante en la Compañía Nacional de Teatro Clásico. En ella puso voz a textos de Lope de Vega, Calderón, Tirso de Molina y Rojas Zorrilla bajo la dirección de Laila Ripoll, Helena Pimenta y Sergi Belbel, entre otros.
Además del teatro clásico, Santos participó en montajes de textos contemporáneos para directores como José Carlos Plaza, Juan Carlos Pérez de la Fuente, Lluís Pasqual, Quino Falero, Clifford Williams, Nancho Novo y Eusebio Lázaro, entre otros. Carlos Martín fue el último en dirigirle, en Sueños y visiones del rey Ricardo III, versión que José Sanchis Sinisterra realizó a partir del Ricardo III de Shakespeare, con Juan Diego como protagonista.