詹姆斯生于加利福尼亚州洛杉矶市。受教于洛杉矶加利福尼亚大学。后进入电视界，第一次参加演出的电视系列片是《汽车加油站》。之后，又参加其他电视剧的演出。1969年他以在著电视系列片《马库斯·韦尔比医学博士》中扮演罗伯特·扬的助手而获艾美奖。1963年从影，在许多影片中扮演主角和配角。1976年在影片《盖博和郎白》中塑造了好莱坞三、四十年代大明星克拉克·盖博的形象，颇受注意。至今仍作品不断。他还曾在80年代末90年代初推出过自己的电影导演作品。
詹姆斯·布洛林本来可以成为第一个出演007的美国男星，007第13集《八爪女》，原本传出罗杰·摩尔将辞演，制片公司积极寻找接棒者，经过了好几轮的试镜，敲定影视双栖演员詹姆斯·布洛林成为新一代007，双方甚至签下合约，这是美国男星有史以来最有机会接下邦德一角的时刻。然而正式拍片时，罗杰·摩尔改变心意回笼，詹姆斯·布洛林只好拿着赔偿金回到美国电视圈。詹姆斯·布洛林演出邦德的片段，只留在那一卷卷的试镜带中。
