Он закончил Калифорнийский университет по специальности английский язык, брал много уроков у профессиональных писателей. В Нью-Йоркском университете изучал фильмопроизводство. Увлекается живописью, страсть к которой питает ещё со школьного возраста.
. Актёрскому мастерству Джеймс Франко учился в Лос- Анджелесе в Западном театре, где брал уроки у знаменитого Роберта Карнеги, а также у известной преподавательницы актёрского мастерства Иванны Чаббак, «воспитавшей» много звёзд Голливуда, таких как Хэлли Бэрри, Шарлиз Терон, Иэн Сомерхолдер.
Первыми для Джеймса Франко были роли в сериале «Чудики и чокнутые» и фильме «Джеймс Дин» режиссёра Марка Райдела. Игра молодого актёра удостоена наград критиков. За роль Джеймса Дина он награждён премией «Золотой глобус» за лучшую мужскую роль в сериале и номинирован на «Эмми».
Самые известные роли актёра запомнились зрителям, это и роль Гарри Озборна в трилогии «Человек-паук», и роль командира Роберта Принса в фильме «Великий рейд», образ Тристана в картине «Тристан и Изольда», Джейка Хьюарда в «Поединке», лётчика Блейна Ролингса в картине «Эскадрилья Лафайет».
Номинацию на премию «Золотой глобус» за лучшую мужскую роль Джеймс Франко получил за образ дилера Сола Сильвера в комедии «Ананасовый экспрес: Сижу, курю».
Первая режиссёрская работа Джеймса Франко, короткометражный фильм «Пир Стивена» получил премию «Тедди» на Берлинском кинофестивале. В 2008 году красивый актёр стал лицом парфюмерной линии Гуччи. Говорят, что сейчас Джеймс Франко встречается с актрисой Эшли Бэнсон, с которой снимался в фильме «Отвязные каникулы».