Циклоп из первых фильмов о Людях Икс и робот-стрелок из «Мира Дикого Запада» родился в городе Стиллуотер в Оклахоме 18 сентября 1973 года. После окончания школы Джеймс Марсден 1,5 года изучал радиожурналистику, а потом бросил университет и переехал в Лос-Анджелес, чтобы посвятить себя актерскому искусству.
«У меня нет каких-либо предвзятых представлений о характере персонажа, которого я хочу сыграть. <...>. Я просто беру сценарии, которые мне дали мой менеджер и мой агент, и читаю их все. Мне нравится, что проекты повсюду, и я думаю, что за последние 25 лет это стало чертой, которая меня определяет. <...> Вот почему ты хочешь быть актером: играть разные роли», — рассказывал Марсден в одном из интервью.
Актер начинал с небольших ролей в ТВ-шоу «Спасенные звонком: новый класс» и «Нас пятеро». Прорыв в его карьере случился в 2000-х, когда Марсден сыграл главного героя в «Трассе 60», жениха Элли в «Дневнике памяти», принца в «Зачарованной» и свадебного обозревателя, за которого вышла вечная подружка невесты из «27 свадеб».
В разговоре с Амедиатекой Марсден с юмором прокомментировал тот факт, что в фильмах он часто становится тем, кого не выбирает главная героиня: «Да, я не раз оказывался в таких любовных треугольниках по сценарию, и часто оказываюсь тем самым «другим парнем», в тех же «Людях Икс». Не знаю, почему, но, кажется, эта тема вошла в мою жизнь надолго».
В последние годы он сыграл роль лучшего друга Соника в серии фильмов о приключениях синего ежа на Земле и выжившего после утечки смертельного вируса в мини-сериале «Противостояние» по одноименному роману Стивена Кинга.
Марсден 11 лет состоял в браке с американской актрисой Мэри Элизабет Линде, у пары двое детей: Джек и Мэри. Еще одного сына актеру родила бразильская модель Роуз Коста.