W 1987 nagrał albumy studyjne ze śpiewaczkami operowymi: Montserrat Caballé (Montserrat Cabellé et José Carreras a Paris), Évą Marton (Andrea Chénier), Kiri Te Kanawą (Manon Lescaut) i Jessye Norman.
W lipcu 1987, w przerwie prac nad filmem Cyganeria w Paryżu, u Carrerasa zdiagnozowano ostrą białaczkę limfoblastyczną. Mimo złych rokowań (dawano mu 10% szansy na przeżycie), leczenie w szpitalu klinicznym w Barcelonie i w szpitalu Fred Hutchinson Cancer Research Center w Seattle (chemioterapia, radioterapia i autogeniczne przeszczepienie szpiku kostnego) okazało się skuteczne.
21 lipca 1988 powrócił na scenę, dając występ podczas uroczystości związanych z 100-leciem Wystawy Światowej w Barcelonie. W tym samym roku wydał wideokasetę pt. José Carreras presénta la Grande Notte a Verona zawierającą zapis jego koncertu z 8 sierpnia 1988 w Weronie, na którym gościnnie wystąpili m.in. Plácido Domingo, Montserrat Caballé, Samuel Ramey, Éva Marton i Ileana Cotrubaș. Dał również kameralny koncert w Watykanie, po którym uczestniczył w prywatnej audiencji u papieża Jana Pawła II.