Santiago E. Osorio wurde in London geboren und verbrachte dort die ersten sieben Jahre seines Lebens. Danach zog seine Familie nach Illinois, USA, in die Nähe von Chicago. Sein Vater, Klavier-Solist und seine Mutter, ebenfalls studierte Pianistin, sind Teil einer Familie von Musiker:innen, in der Santiago E. Osorio aufwuchs.
Bereits mit drei Jahren erhielt er seinen ersten Unterricht auf der Violine. Mit 15 Jahren lernte er dann zusätzlich Viola und wechselte kurz darauf vollständig zu diesem Instrument. Sein Bachelorstudium fing er zunächst an am Peabody Institute in Baltimore an und schloss es dann an der Juilliard School ab, bevor er ein Masterstudium im Bereich Orchesterdirigieren absolvierte.
Seine ersten Orchestererfahrungen machte Santiago E. Osorio im »Youth Orchestra of the Americas«. In Mexiko spielte er in Berufsorchestern und dirigierte diese zudem, unter anderem das Nationalsinfonieorchester. In Deutschland spielte er kurze Zeit im Staatsorchester Kassel bevor er Oktober 2017 zum Staatsorchester Braunschweig kam.