
詹姆斯·麥卡沃伊生于1979年,在格拉斯哥度過典型的蘇格蘭式童年。父親詹姆斯是一名建筑工人,母親伊麗莎白是一名護士。詹姆斯·麥卡沃伊童年時期家庭并不美滿,七歲時父母離異后,他和妹妹就被寄養在了祖母家。孤獨的時候,他就會彈著他心愛的吉他,給妹妹唱老童謠,雖然詹姆斯的童年比同齡的孩子缺少了相當多的父母之愛,但祖母卻給了他另一種愛的方式。祖母對他們兄妹倆的教育是嚴格而又保守的。
在孩提時代,詹姆斯曾經夢想自己將來能成為一個傳教士。1994年,詹姆斯·麥卡沃伊和同齡人一樣尚在中學里廝混,在一次學校贊助的工作實習活動上,麥卡沃伊巧遇了蘇格蘭男演員大衛·哈曼,四個月后,麥卡沃伊接到了哈曼打來的電話,通知他到自己出演的作品《隔壁房間》中試鏡,這是一部關于少年賣淫題材的黑暗驚悚片,盡管初登銀幕的麥卡沃伊只是出演了皮條客的兒子這樣一個不起眼的角色,但表演還是為他獲得了蘇格蘭皇家音樂戲劇學院的入學通知書。
2000年,他從蘇格蘭皇家音樂戲劇學院畢業。畢業后,麥卡沃伊懷著一腔熱誠來到倫敦,尋找更多的機會,麥卡沃伊起初只能和四個室友合租一套小型公寓,因為一直沒有收入來源,還曾不得不白天在一家面包房打工。
2001年,他獲得了《兄弟連》中的一個小角色。2003年,詹姆斯出演劇集《沙丘魔堡》中萊托·亞崔迪公爵。2004年,他出演了愛情浪漫電影《溫布爾登》中保羅·貝坦尼的弟弟卡爾一角。
2005年,當童話故事《納尼亞傳奇》被好萊塢搬上銀幕時,詹姆斯也隨之進入了觀眾的視線,他在片中扮演“羊怪”圖姆納斯。同年,他憑借劇集《無恥之徒》中的史蒂文一角,獲得英國電影和電視藝術學院獎的新人獎。
2007年,他出演的《成為簡·奧斯汀》上映,他在片中扮演奧斯汀的情人。同時,他主演的另一部影片《贖罪》獲得金球獎最佳影片,他在片中扮演被冤枉的管家的兒子,他也憑借在這部影片中的表演獲得金球獎最佳男主角提名。
2008年,他和安吉麗娜朱莉合作《通緝犯》。同年2月,第80屆奧斯卡金像獎頒獎典禮在好萊塢柯達劇院舉行,詹姆斯·麥卡沃伊亮相。
2011年,他出演超級英雄電影《X戰警:第一戰》,飾演青年時期的X教授,這個角色之前由英國演員帕特里克·斯圖爾特扮演。
2013年3月27日,他主演的黑色驚悚片《恍惚》在英國院線上映。7月,他加盟《弗蘭肯斯坦》,飾演一手打造“科學怪人”的變態科學家維克托·弗蘭肯斯坦。
在2014年上映的《X戰警:逆轉未來》,他再度飾演青年時期的X教授。