James Dean est né à Marion dans l'Indiana le 8 février 1931, fils unique de Winton et Mildred Dean. Six ans après que son père a abandonné son travail à la ferme pour devenir dentiste, sa famille partit s'installer à Santa Monica en Californie. James Dean entra alors à la public school du quartier de Brentwood à Los Angeles, jusqu'à la mort de sa mère en 1940, décédée des suites d'un cancer du col utérin (James Dean ne le sut apparemment pas, il s'agissait d'un sujet tabou à l'époque) alors qu'il avait 9 ans, ce qui le laissa dans un profond désarroi.
James Dean fut alors envoyé dans l'Indiana à Fairmount, pour vivre chez son oncle et sa tante, Marcus et Ortense Winslow. Là il a eu une éducation quaker. Au lycée, il s'initia au théâtre et pratiqua le basket-ball. Sa taille de 1m73 (selon IMDB) ne l'empêcha pas d'être un très bon joueur mais sa myopie l'empêcha de se révéler complètement dans ce sport. Après avoir obtenu son diplôme en 1949, alors qu'il avait 18 ans, il quitta Fairmount pour Los Angeles, où il rejoignit son père qui s'était remarié.
Il entra à l'Université de Santa Monica où il fut intégré dans la confrérie des Sigma Nu. Il fut ensuite transféré vers l'Université de Californie à Los Angeles. C'est à cette époque qu'il s'investit totalement dans le théâtre, provoquant une grande cause de désaccord avec son père : il le quitta pour vivre dans un appartement avec son ami William Bast. Ses sources de revenus venaient de petits boulots qu'il exerçait, comme, par exemple, gardien de parking.
James Dean commença sa carrière d'acteur en tournant dans une pub pour le Pepsi-Cola. Il quitta l'université pour pouvoir se consacrer entièrement à sa passion de comédien et suivit des cours de comédie à l'Actors Studio de New York. Il fit alors des apparitions dans différentes séries de télévision comme : Kraft Television Theater, Studio One, Lux Video Theatre, Danger, Robert Montgomery Presents et General Electric Theater.
Il joua également au théâtre où il connut un grand succès à Broadway à New York dans la pièce d'André Gide, L'Immoraliste, qui le propulsa dans le monde du cinéma.
Il apparut dans différents films peu connus, mais c'est son rôle de Cal Trask dans À l'est d'Éden, où il reçut d'ailleurs une nomination aux Oscars dans la catégorie meilleur second rôle masculin (première nomination posthume de l'histoire des Oscars), qui le rendit célèbre et révéla tout son génie dramatique. Il enchaîna ensuite avec
La Fureur de vivre, puis Géant, son dernier film pour lequel il reçut également une nomination aux Oscars dans la catégorie meilleur acteur.
Le réalisateur
Elia Kazan alla voir l'une des rares représentations de L'immoraliste et, fasciné par le jeu de James Dean, vit en lui le personnage de Cal Trask, un personnage du roman de
John Steinbeck : À l'est d'Éden. Lors des auditions pour le rôle de Aron, James Dean effectua une prise avec un acteur encore inconnu à l'époque
Paul Newman mais finalement il n'obtint pas le rôle qui revint à Richard Davalos.
Elia Kazan disait de lui : « J'ai choisi Jimmy parce qu'il était Cal. Il n'y avait aucun doute, personne ne pourrait le jouer mieux que lui ».
Le 8 mars 1954, James Dean quitta New York et se rendit à Los Angeles pour commencer le tournage du film. Il jouait le rôle d'un jeune homme à la recherche de l'amour de son père, joué par Raymond Massey.
Dans le film, la relation entre Cal, le personnage joué par James Dean, et son père est plus que compliquée, elle est conflictuelle. Cette relation était d'autant plus conflictuelle que sur le tournage, la relation entre James Dean et Raymond Massey était électrique. Cette électricité était probablement due à la relation que James Dean entretenait avec son père.
Il poursuivit sa rapide ascension en interprétant le rôle principal dans
La Fureur de vivre, un film qui a certainement bouleversé les adolescents de l'époque.
Les autres stars du film étaient
Natalie Wood et
Sal Mineo. Le réalisateur
Nicholas Ray a laissé l'imagination de James Dean se développer afin de recréer le personnage de Jim Stark. La scène culte reflète l'insouciance de la jeunesse de l'époque : la fameuse course de voiture entre le personnage de Jimmy et Buzz.
Pendant le film, James Dean se prit de passion pour les courses automobiles et acheta sa première Porsche 356 Speedster 1500 Super (Numéro du châssis 80126) avec laquelle il commença à gagner quelques courses.
Géant est sorti l'année après la mort de James Dean, en 1956, et a vu Dean jouer un rôle secondaire aux côtés d'
Elizabeth Taylor et de
Rock Hudson. Il n'avait pas le rôle principal mais la plupart des critiques de l'époque dirent que Dean était incontestablement la star du film. Le film, qui se déroule sur une période de 50 ans, raconte l'histoire des Texans pendant cette période.
Ce fut le dernier film de James Dean, pour lequel il fut également nommé en tant que meilleur acteur. Seulement deux semaines après la fin du tournage du film, James Dean mourut dans un accident de voiture, ce qui contraignit la production à utiliser une autre voix pour terminer la postsynchronisation du film.