James Byron Dean is op 8 februari 1931 geboren in de Green Gables Apartments aan de East Forth Street in het industriestadje Marion, 60 km ten noorden van Indianapolis, woonden. James is het enig kind van Winton en Mildred Dean en vernoemd naar de voornaam van de dokter die bij de bevalling aanwezig was. De naam Byron dankte hij aan de achternaam van de favoriete dichter van zijn moeder, Lord Byron. Zijn moeder stierf al jong aan borstkanker. Door deze omstandigheden bracht James Dean zijn jeugd gedwongen door bij familie. Tijdens zijn zoektocht naar roem, ontdekte James Dean zijn passie voor snelheid.

Jimmy kreeg toen hij 12 jaar was zijn eerste motorfiets, die hij 'Whizzer' noemde. Hij kreeg zijn eerste kennismaking met de sensatie en opwinding van motorracen en stierenvechten. Zijn hartstocht voor gevaar was geboren en naast acteren zou hier zijn grootste passie liggen. Hij maakte zijn toneeldebuut bij de plaatselijk Vereniging van Christelijke Geheelonthouders, waar zijn tante hem introduceerde.  Jimmy groeide op Fairmount High uit tot een uitstekende leerling, waar hij zich vooral richtte op sport, tekenen en acteren. Zijn talent voor debatteren, voordragen en toneelspelen werd aangemoedigd en gecoacht door zijn lerares drama. Zij gaf Jimmy op voor een toneelwedstrijd, die hij vervolgens won met zijn monoloog 'De Gek'. In de zomer van 1949 slaagde hij voor zijn eindexamen. Hij had zijn gaven op het gebied van acteren, schilderen en sport ontwikkeld en daardoor een sterke, ongerichte ambitie.

-

In Californie schreef Jimmy zich op aanraden van zijn vader in bij de Academie van Santa Monica om daar propedeuse rechten en lichamelijke opvoeding te studeren, met drama als bijvak. Daarnaast werkte hij als atletiekinstructeur bij de plaatselijke militaire academie en had een parttime baan als omroeper bij de FM-radiostation van de academie. Hij hield dit maar een paar maanden vol en in de zomer van 1951 besloot Jimmy zijn familie en vrienden op te zoeken in Fairmount Indiana. Daar bezocht hij de film 'The Men' met Marlon Brando. Hij raakte zo ge﮳pireerd door de manier van acteren, dat Jimmy vol van ambitie zat om een groot acteur te worden en besloot terug te keren. Hij ging naar Los Angels om  aan de Universiteit van Californie (de UCLA) theaterwetenschappen te studeren. Tijdens deze opleiding speelde hij o.a. Malcolm in de toneelopvoering van 'Macbeth'. In de winter van 1950 / 1951 volgde Jimmy lessen 'method-acting' bij James Whitmore. Een andere medestudent leverde hem een rol op in een reclamespotje van 'Pepsi Cola'. Dit was zijn eerste professionele optreden en leverde hem een tijdelijke sterstatus op bij de tienermeisjes van Immaculate Heart High School. Zij richtten de 'Immaculate Heart James Dean Fanclub' op.

In de winter van 1951/1952 kreeg Jimmy een rol bij de radio in 'Theatre Guild of the Air' en minstens 5 gastrollen in televisieseries. Aangezien dit weinig opleverde, deelde Jimmy wegens geldgebrek meerdere malen verschillende verdiepingen met vrienden of collega's in het vak, om de kosten enigszins te drukken. Op aanraden van Jane en overgehaald door zijn kamergenote, melde Jimmy zich aan bij de 'Actors Studio'. Zij werden samen als enige van de 150 overgebleven kandidaten aangenomen, maar werd uiteindelijk geen succes. Samen met zijn vroegere kamergenoot Bill Blast en Elizabeth Sheridan trok Jimmy in een goedkoop gemeubileerd appartement bij Central Park. Jimmy nodigde zijn kamergenoten uit mee te gaan naar Fairmount Indiana. Jimmy genoot ervan terug te zijn daar waar hij zijn jeugd had door gebracht en voelde zich thuis. Na lange tijd kon hij weer slapen in een schoon bed en genieten van maaltijden. Jimmy kreeg een brief van Jane Deacy met daarin het aanbod om mee te doen voor audities voor het Broadway-stuk 'See the Jaguar'. Jimmy ging terug naar New York om de audities bij te wonen van 'See the Jaguar'. Ondanks dat de hoofdrol aanvankelijk al aan iemand anders was besteed, kreeg Jimmy het toch voor elkaar om deze in de wacht te slepen. In september 1952 ging zijn eerste optreden op Broadway in premi貥 en Jimmy kreeg voor zijn rol als Wally Wilkins schitterende kritieken. Voor zijn tweede optreden op Broadway, die 1 februari 1954 in premi貥 ging, kreeg hij de felbegeerde Tony Award voor zijn rol als dienaar Bachir in het stuk 'The Immoralist'. Vlak voor de premi貥 van 'The Immoralist' vroeg James Dean aan Elia Kazan of hij in aanmerking kon komen voor een rol in zijn nieuwe film. Elia Kazan kende hem nog van de 'Actors Studio' en hij herinnerde James Dean als individualist, koppig, chagrijnig en trots. Omdat hij wist dat James Dean zich tijdens zijn werk net zo gedroeg als in het dagelijks leven, vond hij hem uitermate geschikt voor de rol van Caleb Trask. James Dean was Caleb Trask. Toch bleef Jimmy zich nog altijd voorbereiden op de rol van zijn leven; die van James Dean.

Op 30 september reed James Dean met zijn monteur, Rudolph Wutherich, in zijn Porsche Spyder opweg van Los Angels naar Salinas, James Dean zou daar deelnemen aan een eerste race met zijn gloednieuwe auto. Ruim 2 uur later reed een Ford van rechts de Highway 466 op, op een kruising in de buurt van Cholame in Californie. James Dean reed met zijn nieuwe Porsche frontaal op hem in. De bestuurder van de Ford liep een hersenschudding, schaafwonden en een shock op. Wutherich werd uit de Porsche geslingerd en raakte daardoor gewond.

James Dean zat bekneld in het wrak van zijn wagen, zijn nek en talrijke andere botten waren gebroken. Kort na het ongeluk overleed hij aan zijn dodelijke verwondingen.

-

Zijn vader, Winton Dean, bracht het lichaam van James Dean naar zijn geboorteplaats Fairmount. James Dean is begraven op 8 oktober 1955.