30-krotny reprezentant Polski, grał również w kilku grach nieoficjalnych. Zadebiutował 26 października 1930 w meczu z Łotwą (6:0). W 1936 wystąpił na olimpiadzie w Berlinie. Po zakończeniu reprezentacyjnej kariery przez Henryka Martynę, w sezonie 1937 to Józef Kotlarczyk był kapitanem drużyny narodowej (1937). Ostatni mecz rozegrał 10 października 1937 przeciwko Łotwie (2:1).
Początkowo napastnik, później przez wiele lat grał jako pomocnik, zdarzały mu się też gry jako obrońca (sezon 1932). Jeden z najlepszych polskich piłkarzy, wraz z bratem stanowił o sile przedwojennej Wisły i reprezentacji. Swój talent wzbogacał walecznością i pracowitością na boisku. Reprezentował nowoczesny styl gry – ofensywny i bardzo agresywny.
mały|250px|lewo|Wisła Kraków w 1927 roku, Kotlarczyk drugi z lewej w górnym rzędzie
Jako trener początkowo szkolił wiślacką młodzież. W 1952 rozpoczął pracę w II-ligowej Polonii Bydgoszcz. W premierowym sezonie zajął z drużyną 2. miejsce, ulegając – o punkt – jedynie lokalnemu rywalowi, Zawiszy. Dzięki temu, zespół prowadzony przez Kotlarczyka, w sezonie 1953 zachował jednak II-ligowy byt po reformie rozgrywekSpośród 40 drużyn w lidze pozostało jedynie 12, do tego dwaj spadkowicze z I ligi, Polonia Warszawa i ŁKS Łódź..