Джеймс Марш родился 30 апреля 1963 года в городе Труро, Корнуолл, Великобритания. В юности Джеймс выиграл стипендию на обучение в Оксфордском университете. Он успешно его окончил и получил степень по специальности «Английский язык».
Свои первые шаги в режиссуре Марш сделал в начале 1990-х годов на канале BBC, сняв несколько документальных фильмов - «Trouble man - The Last Years of Marvin Gaye», «Аниматор Праги», «The Burger and the King: The Life and Cuisine of Elvis Presley», а также дебютировал в качестве монтажера. В 1993 году Джеймс Марш стал продюсером нескольких сериалов.
В 2005 году Марш написал сценарий и снял фильм «Король», который был показан в рамках Каннского кинофестиваля. В 2008 году он выпустил документальную картину «Канатоходец». Фильм собрал множество наград. Он стал победителем в номинациях «Лучший документальный фильм» по версии Американской киноакадемии, «Лучший британский фильм» премии BAFTA, «Лучший нехудожественный фильм» Национального общества кинокритиков, «Лучший документальный фильм» премии «Независимый дух», премию «Оскар» за лучший документальный полнометражный фильм. По мнению критиков, лента возглавила список лучших фильмов 2008 года. Всего в копилке режиссера 5 наград и 9 номинаций.
В 2009 году он снял одну из частей фильма «Красный райдинг» для канала Channel 4. Другими известными фильмами Джеймса Марша являются «Вселенная Стивена Хокинга», «Человек на проволоке», «Тайный игрок», «Проект «Ним». В 2018 году в прокате появился новый фильм «Гонка века».