בלוך למד תחילה בישיבה, ועד מהרה הכירו בו כעילוי. את לימודיו התיכוניים סיים בבתי ספר פרטיים במַגדֶבּוּרג ובליגניץ, ואת לימודיו האקדמיים עשה במינכן ובציריך, ובציריך קיבל תואר דוקטור לפילוסופיה. לאחר כהונות רבניות במקומות שונים בגרמניה ובבוהמיה, עבר בלוך להתגורר דרך קבע בפלוֹרידסדוֹרף, לא הרחק מווינה, ושם כיהן כרב עד שפרש.
המסלול של בלוך: מתלמיד חכם לאביר זכויות היהודים
בעידן שבו האנטישמיות צברה כוח פוליטי וחברתי באוסטריה, נודעה חשיבות מכרעת לַהחלטיות של בלוך בפעולתו נגד האנטישמיות. הוא הפגין אומץ לב יוצא דופן כשדחה מכל וכל את האשמותיו של פרופסור אוגוסט רוֹלינג כי היהודים מבצעים מעשי רצח לצרכי פולחן. במאמרים נוקבים ובקריאות לדיון ציבורי בנושא, בלוך לא רק הפריך את האשמה הקונקרטית שהטיח רולינג בַּיהודים, אלא גם הבהיר שההאשמות בתחום כולו אינן אלא טיעונים חסרי בסיס – וכך זכה להערכה רבה בזירה הציבורית.
אף שלַהתנגדות היהודית לְהכפשות על רקע אנטישמי יש היסטוריה ארוכה, גישתו של בלוך לנושא הייתה חדשנית: הוא התעמת עם האנטישמים על אותן במות שבהן השתמשו הם עצמם להפצת תעמולתם, ופעל מיוזמתו כדי להפיץ בציבור הרחב את טיעוניו כנגד האנטישמיות. הוא המשיך לנקוט בגישה חדשנית ופורצת-דרך זו כאשר הופיע בבית המשפט כעֵד נגד רולינג, ולאחר מכן גם נגד יוזף דֶקֶרט, כדי להפריך את טיעוניהם האנטישמיים ולהוציא את האמת אל האור.
משנת 1883 עד שנת 1895 היה בלוך חבר בעל מוניטין במועצה הקיסרית האוסטרית, ושם ייצג בלהט את האינטרסים של יהודֵי הקיסרות. בלוך הוציא לאור את השבועון Österreichische Wochenschrift, ובאמצעותו התייצב כנגד לאומנות גרמנית כמו גם נגד הציונות של הרצל.
פעילותו העיתונאית והפוליטית של בלוך הועמדה במבחן קשה כאשר נאלץ להדוף מסע הכפשות והשמצות שהחל בעקבות טענותיו של יהודי שהתנצר. הודות לאותה שקדנות בלתי נלאית שכבר הוכיחה את עצמה נגד רולינג, הוא חשף את האמת ותבע את האשמים לדין.
על אף התנגדותו לציונות כתנועה פוליטית, הוא פעל למען קידומה של יהדות לאומית ותמך בהתיישבות היהודית בפלשתינה, שהייתה בימיו חלק מן האימפריה העות'מנית. בהמשך דרכו הפוליטית, הוא פנה לַרעיון של תודעה לאומית אוסטרית.
יוסף שמואל בלוך הלך לעולמו ב-1 באוקטובר 1923 בווינה. מפעל חייו כרב, כפוליטיקאי וכעיתונאי מעיד על הבנה עמוקה בתחום של צדק חברתי ועל מאבקו הבלתי נלאה בְּשנאה ובְבורות.