Inició sus estudios en Burgos para, más tarde, trasladarse a Barcelona, donde estudió en la Escuela de Ingenieros Industriales. Ingresó como ayudante del Observatorio de Madrid en mayo de 1864. Considerado desde 1876 como capacitado para realizar labores propias de astrónomo, en julio de 1880 fue nombrado astrónomo interino, cargo que ocupó en propiedad apenas un mes más tarde.

Tras el fallecimiento de Miguel Merino, Ventosa fue nombrado en diciembre de 1898 director interino del observatorio, cargo que ocupó hasta julio de 1899.

Pese a ser propuesto por la Real Academia de Ciencias para ocupar el puesto en propiedad, la Universidad Central decidió nombrar a Francisco Íñiguez e Íñiguez director del Observatorio, en contra de la tradición administrativa de la institución. Esto llevó a Ventosa a publicar una Memoria del Observatorio, en la que criticó abiertamente la figura del nuevo director, poniendo en duda su capacidad y competencia para trabajar en la institución, lo que le acarreó algunos problemas. Como consecuencia, y pese a estar en posesión del puesto de primer astrónomo del Observatorio de Madrid, fue excluido de diferentes programas de observación astronómica llevados a cabo en la institución. Ventosa trabajó durante sus años de astrónomo principalmente en la observación de manchas solares, aunque también hizo observaciones de planetas, de ocultaciones de estrellas, de cometas, etc., e investigó sobre métodos para determinar la velocidad y dirección del viento en las altas capas atmosféricas. [...]