Jānis Lūsis a grandi pendant la Seconde Guerre mondiale. Son père a été abattu peu après la fin de la guerre par des pillards de l'Armée rouge. Sa carrière de lanceur de javelot commence en 1957 et dure jusqu'en 1976, ce qui lui permet de participer entre autres à quatre éditions des Jeux olympiques d'été. Son premier grand succès est son titre européen en 1962 qui fut suivi par trois autres (1966, 1969 et 1971).
Il détient plusieurs fois le record du monde du lancer du javelot, la dernière fois en 1972 avec un jet à 93,80 m. Après la fin de sa carrière, il devient entraîneur dans sa discipline de prédilection. Il s'est marié avec la championne olympique du lancer du javelot de 1960, Elvīra Ozoliņa. Leur fils, Voldemārs Lūsis, prend part aux Jeux olympiques d'été de 2000 et 2004.