Джеймс Макэвой родился в городе Глазго, Шотландия, в 1979 году.   Когда мальчику было семь лет, родители Джеймса и его сестры Джой (вокалистка в шотландской группе «Streetside») решили развестись.

Джеймс учился в католической школе и всю свою юность хотел стать священником, но шотландский нрав завел его в ряды Военно-морских сил Соединенного Королевства. После службы он подал документы в Королевскую Шотландскую Академию Музыки и Драмы, куда Джеймс поступил с удивительной легкостью, несмотря на огромный конкурс. Учебу он оплачивал, работая в пекарне.

Актером Джеймc стал случайно. Из любопытства пришел на пробы к режиссеру - Дэвиду Хэйману, который факультативно преподавал в его школе, и тот утвердил МакЭвоя на роль в фильме "Соседняя комната" (1995), рассказывающем о детской проституции в Глазго.

В 2001 году он снялся в фильме "Братья по оружию", режиссерами которого выступили Дэвид Франкель, Микаэл Саломон и Том Хэнкс. В 2002 году Джеймс появился в роли главного персонажа Джея в картине британского режиссера Джереми Вудинга "Королева Болливуда", а в 2003-м  - в роли Стива МакБрайда в сериале "Бесстыдники". Через год его ждала роль в драме ирландского режиссера Дэмиена О'Доннелла "Внутри себя я танцую".

В 2005 году вышел фильм "Хроники Нарнии: Лев, колдунья и волшебный шкаф", там Джеймс сыграл роль мистера Тумнуса и сразу прославился. Годом позже ему досталась главная мужская роль в романтическом фильме "Пенелопа" с Кристиной Риччи и Риз Уизерспун.

Настоящее международное признание пришло к актеру вместе с ролью доктора Гарригана в историческом триллере "Последний король Шотландии", названном Британской академией лучшим фильмом года. Великолепная работа актера в этой картине была отмечена номинациями на премии BAFTA ("Лучшая мужская роль второго плана") и London Critics Circle Film Awards ("Лучший актер года").

В 2007 году вышли сразу две картины, получившие восторженные отзывы критиков - "Джейн Остин" и "Искупление". В первой он исполнил роль нищего аристократа, которому надоели условности его круга, во втором - бедняка, мечтающего подняться вверх по социальной лестнице, несправедливо обвиненного в преступлении. Партнершей МакЭвоя в "Искуплении" стала Кира Найтли. За роль в этой картине Джеймс был выдвинут на премию "Золотой Глобус".

В 2008 году МакЭвой снялся в картине "Особо опасен!" - голливудском дебюте режиссера Тимура Бекмамбетова. В этом фильме партнершей Джеймса по съемочной площадке стала Анджелина Джоли. А в 2010 году он снялся в еще одном блокбастере - фантастическом фильме "Люди Икс: Первый класс".

Актер проживает в Лондоне, вместе с супругой - актрисой Энн-Мэри Дафф. В 2010 году у них родился сын.