Джеймс Джоффри Иэн Нортон родился 18 июля 1985 года в Лондоне, Англия. Рос в семье учителей. Его мама Лавиния преподавала в общеобразовательной школе, а отец Хью читал лекции в Школе искусств и дизайна «Хулл». После выхода на пенсию Нортон-старший начал появляться вместе с сыном в небольших ролях на театральной сцене.

Вскоре после рождения Джеймса родители перебрались в город Малтон в графстве Норт-Йоркшир. Будущий актер получил образование в независимой католической школе, а основными его увлечениями в то время были театральное искусство и большой теннис. Уже в 15 лет Джеймс Нортон выходил на сцену «Театра Стивена Джозефа» в Скарборо во «взрослом» спектакле.

После школы Джеймс поступил в колледж при Кембриджском университете, где продолжал изучать богословие и даже получил гранд на миссионерскую поездку в Индию. Но и в Кембридже Нортон не забывал о театральных постановках. Он блестяще играл в спектаклях местного драматического клуба «Марлоу» и появлялся практически во всех пьесах Шекспира.

Окончив колледж, Джеймс отправился в Лондон и в течение трех лет изучал актерское мастерство в Королевской академии драматического искусства. Ему оставалось менее полугода до окончания обязательной программы, когда Нортон бросил вуз ради главной роли в нашумевшей пьесе «То лицо».

Впервые на экране Джеймс Нортон появился в 2009 году с небольшой ролью в мелодраме «Воспитание чувств». Затем последовали романтическая комедия «Хороший денек для свадьбы», остросюжетная драма «Неспокойная», семейная комедия «Замок Бландингс». Появлялся актер и в знаменитых сериалах «Инспектор Джордж Джентли» и «Доктор Кто».

Большое внимание зрителей привлекли две биографические кинокартины с участием Нортона - спортивная драма «Гонка» о противостоянии выдающихся гонщиков 70-х годов Ники Лауды и Джеймса Ханта и мелодрама «Белль» о внебрачной дочери британского офицера Джона Линдси.

Более серьезно за актером стали наблюдать после его роли в сериале «Смерть приходит в Пемберли», который представляет собой режиссерскую трактовку продолжения легендарного романа «Гордость и предубеждение» Джейн Остин. Следующие работы, криминальный сериал «Счастливая долина» и особенно детективные новеллы «Гранчестер», принесли Джемсу Нортону всемирную известность.

Также он поучаствовал в создании приключенческого боевика «Викинги», трагикомедии «Бонобо», семейной драме «Жизнь в квадратах» и экранизации культовой книги «Любовник леди Чаттерлей».

Кроме того Джеймс Нортон снялся в мини-сериале по эпопее Льва Толстого «Война и мир» в роли Андрея Балконского. Во время съемок актер вместе со съемочной командой приезжал в Россию, так как некоторые сцены снимались на Дворцовой площади, в Успенском соборе, на территории Большого Гатчинского дворца, в Екатерининском дворце Царского Села и других исторических местах. Позднее Джеймс заявил, что очарован Санкт-Петербургом и обязательно вернется туда в качестве туриста.

В 2017 году в прокат выходит картина «Коматозники», которая изначально задумывалась как ремейк одноименной картины 1990 года. Однако позже стало известно, что Кифер Сазерленд, исполнивший роль одного из студентов в оригинале, сыграет в новой ленте своего постаревшего героя. Джеймс Нортон сыграет в этом фильме одну из ключевых ролей - студента-медика, решившего заглянуть в потустороннее пространство, вызвав в качестве эксперимента свою клиническую смерть.

Актер никогда не был официально женат. О своих романтических отношениях он не любит распространяться. Джеймс Нортон постоянно проживает в Лондоне, где два года назад приобрел собственный дом в престижном районе Пекэм.