Né d'une famille de théâtre (son frère aîné Edward Fox est également acteur), James Fox fait ses débuts au cinéma alors qu'il n'est encore qu'un enfant (11 ans), dans La famille Miniver, suite du film Mrs. Miniver datant de 1942. Mais la meilleure de ses premières apparitions cinématographiques, il nous l'offre dans The magnet la même année. Lorsqu'on commence à lui proposer des rôles "d'adultes", il change de prénom pour devenir l'acteur que l'on connaît maintenant James Fox. Il devient une tête d'affiche grâce à Ces merveilleux fous volants dans leurs drôles de machines en 1965. Dans les années 80, il continue ses rôles d'aristocrates, spécifiquement dans La route des Indes et La maison Russie.