James Dean se narodil 8. února 1931 jako jediné dítě Mildred Marie roz. Wilsonové a Wintona Deana. Oba rodiče byli z větší části anglického původu, rodokmen matky se dal vystopovat až k poutníkům z lodi „Mayflower“ a o otci sám herec prohlašoval, že byl také částečně domorodým Američanem. Nejvíce si Dean rozuměl s matkou, ale ta zemřela, když bylo Deanovi devět let. Otec se o něj sám nemohl kvůli svému zaměstnání starat, a proto ho poslal k jeho strýci a tetě na farmu do Indiany, kde byl vychováván v kvakerské rodině. Deanův otec sloužil během druhé světové války v armádě a později se znovu oženil.
Během dospívání Dean hledal radu a přátelství u místního metodického pastora, reverenda Jamese DeWeerda, který měl zřejmě na něj vliv zejména v jeho budoucím zájmu o býčí zápasy, automobilové závody a divadlo. Podle některých pramenů měl Dean s pastorem dokonce „intimní vztah, který začal v době jeho docházky na střední školu a trval mnoho let.“ V roce 2011 vyšla zpráva o tom, že se Dean jednou svěřil Elizabeth Taylorové, že začal být pastorem zneužíván přibližně dva roky po smrti své matky.
Po střední škole se v květnu 1949 James se svým psem Maxem odstěhoval do Los Angeles, kde žil u svého otce a nevlastní matky. Zapsal se do přípravky na studium na právnickou fakultu. Táhlo ho to však k herectví. Nejprve se objevil v reklamě na Pepsi Colu a dostal malé role v několika filmech a v televizi. Protože chtěl pokročit v herectví dál, odešel do New Yorku, hrál na Broadwayi a byl přijat do Actors Studia, kde se stal jeho učitelem Elia Kazan. Zkušený režisér odhadl mladíkův potenciál a obsadil ho do hlavní role svého filmu „Na východ od ráje“ natočeného podle románu Johna Steinbecka. Nespletl se. Právě díky tomuto filmu se z Jamese Deana stala velká filmová hvězda. Posledním filmem byl „Obr“ (1956) uvedený do kin až po jeho smrti.
Jeho blízký přítel, spolubydlící v New Yorku a první životopisec, potvrdil, že měl s Deanem poměr a zmínil se také o jeho dalších vztazích s muži. Dále měl James Dean vztah s italskou herečkou Pier Angeliovou, Liz Sheridanovou a známou „bond girl“ Ursulou Andressovou.
James Dean se zabil 30. září 1955 ve svém voze Porsche 550 Spyder, kterému říkal „Malý bastard“, při čelní srážce s jiným autem, jehož řidič byl údajně oslněn za soumraku zapadajícím sluncem. Nevylučuje se však ani to, že šlo o riskantní hru a ani jeden z řidičů nechtěl prohrát a před tím druhým uhnout. James Dean tedy prohrál rovnou celý život – byl na místě mrtev. Nadále však žije jako filmová legenda jako kultovní ikona dospívajícího mladíka plného rozčarování a sociálního odcizení, jak je vyjádřeno v názvu jeho nejslavnějšího filmu „Rebel bez příčiny“, ve kterém hrál titulní roli nepokojného a bouřícího se Jima Starka.
Po smrti se James Dean stal prvním hercem, který obdržel nominaci na posmrtnou akademickou cenu (Oscara) za nejlepší výkon v hlavní mužské roli, a zůstává jediným hercem, který měl takové dvě posmrtné herecké nominace dokonce dvě. V roce 1999 ho Americký filmový institut zařadil jako 18. nejlepší mužskou filmovou hvězdu Zlatého věku v Hollywoodu v seznamu za 100 let filmu. (1. místo obsadil Humphrey Bogart)
