Školu glume završio je u Santa Moniki i na Univerzitetu Kalifornija u Los Anđelesu. Glumačku karijeru počeo je u pozorištu na Brodveju, gde je imao zapažene uloge u dramama “Vidi jaguara” (1952) i “Imoralista” (1954).
Filmski reditelj Elija Kazan, koji je između ostalog otkrio i Marlona Branda, vidio je mladog glumačkog genija na sceni i odmah mu ponudio glavnu ulogu u filmu “Istočno od raja”. Dean je iskoristio ponuđenu šansu i preko noći postao ljubimac američke publike.
Pravi pogodak bio je već sledeći njegov film “Buntovnik bez razloga”, Nicholasa Raya, koji ga je učinio tinejdžerskom superzvezdom svetskih razmera.
James Dean je u ovom filmu o otuđenoj američkoj omladini perfektno pogodio karakter buntovnog i nasilnog antiheroja, koji se suprotstavlja blaziranom potrošačkom društvu visokorazvijenog kapitalizma.
Treći i poslednji film iz kratke, ali slavne Dinove glumačke karijere bio je Div (1956), Georga Stevensa, filmska epopeja o tadašnjem Teksasu i novim mladim buntovnim kaubojima. Film se pojavio pola godine poslije Deanove pogibije.
Buntovnik bez razloga 30. septembra 1955. godine zakucao se u ogradu pored puta, jureći velikom brzinom u svom bijelom „poršeu“.
Za uloge u filmovima “Istočno od raja” i “Div” posthumno je nominovan za Oskara.
Grob Jamesa Deana postao je kultno mesto koje svakoga dana posećuje na stotine njegovih obožavalaca.