Von 1971 bis 1974 lehrte Juan José Asenjo Pelegrina Ekklesiologie und Kirchengeschichte am Priesterseminar von Sigüenza. Er war von 1974 bis 1977 Subregens des Priesterseminars von Sigüenza. 1977 wurde Asenjo für weiterführende Studien nach Rom entsandt. Er wurde 1979 an der Päpstlichen Universität Gregoriana im Fach Kirchengeschichte promoviert. Zudem erwarb Asenjo Pelegrina ein Diplom in Archivkunde und Bibliothekswissenschaft an der dem Vatikanischen Geheimarchiv und der Vatikanischen Apostolischen Bibliothek angeschlossenen Vatikanischen Bibliotheksschule. Von 1979 bis 1988 war Asenjo Direktor des Universitätsstandorts „Nuestra Señora de la Estrella“ in Sigüenza. Zudem war er von 1979 bis 1981 Direktor des Diözesanarchivs des Bistums Sigüenza-Guadalajara und von 1980 bis 1982 Delegat für Bildung. 1985 wurde Juan José Asenjo Kanoniker an der Kathedrale von Sigüenza und Delegat für die Kunst- und Kulturgüter des Bistums Sigüenza-Guadalajara. 1986 gründete er die ZeitschriftAbside. Von 1994 bis 1997 war er Vizerektor der Wallfahrtsstätte „Nuestra Señora de la Salud“ in Barbatona. Zudem war Asenjo Pelegrina von 1993 bis 1997 Vizesekretär der Spanischen Bischofskonferenz.