Джеймс Д'Арси родился 24 августа 1975 года в Лондоне.

В 1991 году, окончив школу-интернат Крайст Хоспитал, Джеймс отправился в Австралию, где целый год работал в театральном кружке одной из школ города Перте.

По возвращению в Лондон Джеймс сразу поступил в Лондонскую академию музыкального и драматического искусства, которую окончил в 1995 году.

Первую роль актер получил в сериале «Бруксайд» (1982-2003), затем последовали роли и в других сериалах, таких как «Пуаро» (1989 – ...), «Безмолвный свидетель» (1996 – ...) и «Дэлзил и Пэскоу» (1996-2007).

В 1997 году Джеймс дебютировал в полнометражной картине под названием «Ледяной дом», также в этом году актер снялся фильмах «Уайльд» и «Кентервильское привидение», а также в нескольких сериалах.

В 1999 году вышло еще два фильма с участием Джеймса, это были «В июле 1916: Битва на Сомме» и «Отель Парадизо».

Следом вышли и другие фильмы в которых Джеймс сыграл не последние роли, среди которых самыми известными стали «Страж тьмы» (2001), «Шерлок: Дело зла» (2002), «Точки над I» (2002), «Хозяин морей: На краю Земли» (2003), «Изгоняющий дьявола: Начало» (2004)и «Призрак Красной реки» (2005).

В 2006 году Джеймс Д’Арси снялся в нескольких сериалах, а в 2007 году сыграл роли в фильмах «Зеленый», «Мэнсфилд Парк», «Вампирша» и «Они».

После Джеймс снялся в таких фильмах как, «Воспоминания неудачника» (2008), «Виртуальность» (2009), «Накануне вечером» (2010), «Полёт лебедя» (2011), «Эпоха героев» (2011), «Тюремщик» (2011), «МЫ. Верим в любовь» (2011) и многих других. Во всех фильмах актер сыграл главные роли.

В 2012 году на большие экраны вышел фильм «Облачный атлас», в котором Джеймс снялся с такими актерами как, Том Хэнкс, Холли Берри, Джим Броудбент и Хьюго Уивинг.

Также в 2012 году Джеймс Д’Арси снялся в картинах «Дубликаты», «Эффект домино» и «Хичкок».