Джеймс Волк родидся 22 марта 1985 года в Фармингтон Хиллзе, штат Мичиган. В 2008 году Волк получил свою первую телевизионную роль в драме «Перед классом» — он сыграл Бреда Коэна. В 2009 году исполнил роль Чарли в пилоте «Разгадывая Чарли». В 2010 стал звездой сериала «Одинокая звезда» канала Fox, однако сериал отменили после выхода двух первых эпизодов.
Джеймс сыграл составителя речей Эндрю Пирса для президента в пилоте канала ABC под названием «Джоджтаун», но сериал не вышел в эфир. Осенью 2011 года Джеймс присоединился к актерскому составу во втором сезоне шоу «Бесстыдники» канала «Showtime» в роли Адама. Премьера состоялась 8 января 2012 года.
В декабре 2011 актер получил роль Гранта в сериале «Счастливый конец» канала ABC — он появился в трёх эпизодах. В 2012 году он снялся в мини-сериале «Политические животные», а в 2013 году Джеймс снялся в сериале «Сумасшедшие» (The Crazy Ones), премьера которого намечена на осень 2013 года.