Джеймс Марсден родился 18 сентября 1973 года в Оклахоме, США, в семье Кэтлин (урожденная Шольц) и Джеймса Лютера Марсдена. Его отец (профессор зоотехнии и промышленности в Университете штата Канзас) и мать (диетолог) развелись, когда Джеймсу было 9 лет.

У актёра есть две младшие сестры — Дженнифер и Элизабет, и два брата — Джефф и Роберт.

Учился в школе Putnam City North High School в Оклахома-Сити. Затем посещал государственный университет в Оклахоме (англ. Oklahoma State University), где изучал радиожурналистику. Не закончив его, переехал в Лос-Анджелес, чтобы продолжить актерскую карьеру. Во время учёбы актёр был членом братства «Delta Таu Delta».

Карьера
Ранняя карьера
Свою первую роль Джеймс получил в 1993 году, в телесериале «Няня», где сыграл роль Эдди, парня Маргарет Шеффилд (Николь Том). В том же году получил роль Чэда Вестерфилда в телесериале «Спасенные звонком: Новый класс» и одну из главных ролей в телесериале «Нас пятеро». Джеймс Марсден пробовался на одну из главных ролей в «Первобытном страхе» (1996), но роль в итоге получил Эдвард Нортон. Он также мог сыграть Шейна в фильме «Студия 54» (эта роль досталась Райану Филиппу). В 1998 году получил главную роль в фильмах «Непристойное поведение» и «Сплетня». Снялся в 13 эпизодах в телесериале «Элли Макбил» (2001—2002).

Люди Икс

В 2000 году был выбран на роль Циклопа в фильме Люди Икс. В комиксах его персонажу уделено больше времени, нежели в фильмах. Его экранное время снижалось с каждым новым фильмом (особенно в фильме Люди Икс: Последняя битва). Однако его игра была хорошо принята критиками. За эту роль он был удостоен премии «Blockbuster» в категории «Лучшая мужская роль второго плана».

После того, как его персонаж умер, он исполнил камео в фильме «Люди Икс: Дни минувшего будущего», как это сделали другие его коллеги по первому фильму, Анна Пэкуин и Фамке Янссен.

Прорыв
В 2004 году снялся в фильме «Дневник памяти», совместно с Рэйчел Макадамс, Райаном Гослингом, Джеймсом Гарнером и Джиной Роулендс, снятый по роману Николаса Спаркса. В 2007 году снялся в экранизации бродвейского мюзикла «Лак для волос», с одноименным названием. Его следующая роль была в фильме «Зачарованная»,

Джеймс Марсден на съёмках фильма «Зачарованная»
где он сыграл Принца Эдварда. Далее он получил главную роль в фильме «27 свадеб», совместно с Кэтрин Хайгл. В 2008 получил главную роль в подростковой комедии «Сексдрайв».

Джеймс также выиграл премию Teen Choice Awards в номинации «Choice Movie: Актёр комедии» за его роль в фильмах «Зачарованная» и «27 свадеб».

В 2009 году получил главную мужскую роль в триллере «Посылка», снятый по мотивам рассказа Ричарда Мэтисона «Кнопка, кнопка». В 2010 снялся в фильме «Смерть на похоронах», снятый по одноимённому фильму.

Последние работы
В 2011 году появился в телесериале «Американская семейка». В том же году снялся в главной роли в фильме «Бунт ушастых». Далее появился в ремейке одноименного фильма «Соломенные псы».

С 2012 по 2013 год снимался в телесериале «Студия 30», где сыграл роль Крисса Кроса, парня (а позже мужа) главной героини Лиз Лемон (Тина Фей). Далее появился в таких независимых фильмах, как «Робот и Фрэнк», «Безвыходная ситуация», «Холостячки» и «Крут как я». В 2013 году снялся в фильме «Два ствола», где сыграл вместе с Дензелом Вашингтоном и Марком Уолбергом. Далее он снялся в фильме Ли Дэниелса «Дворецкий», где сыграл президента Джона Кеннеди. В 2014 году получил роль Джека в фильме «Телеведущий: И снова здравствуйте». В том же году снялся в фильме «Лучшее во мне», заменив Пола Уокера в главной роли.

В 2016 году Джеймс Марсден снялся в сериале Мир Дикого запада в роли Тедди Флуда, — одного из основных андроидов Мира Дикого запада, ежедневно пытающегося спасти свою девушку Долорес, и никогда не достигающего своей цели.

Личная жизнь
С 22 июля 2000 года Джеймс женат на актрисе Лизе Линде, дочери американского певца и композитора Денниса Линде. У супругов есть сын и дочь — Джек Холден Марсден (род.01.02.2001) и Мэри Джеймс Марсден (род.10.08.2005). Жена Джеймса подала на развод в сентябре 2011 года.

В 2012 году в течение нескольких месяцев встречался с моделью Роуз Коста. У бывшей пары есть сын — Уильям Лука Коста-Марсден (род.14.12.2012).

Мэрсден, помимо профессии актёра, также является успешной моделью. К примеру, в прошлом он рекламировал марку Versace.