Джеймс ЛеГрос родился 27 апреля 1962 года в Миннеаполисе, штат Миннесота, вырос в городе Рэдлэндс, штат Калифорния. Его мать - учительница, а отец - агент по недвижимости. Он посещал Профессиональную Консерваторию. После этого он учился в Университете Калифорнии. Его крестным отцом является актер Роберт Лоджа.
Джеймс дебютировал в кино, сыграв в научно-фантастическом телесериале «Рыцарь дорог» (Knight Rider), о приключениях бывшего полицейского и его напарника, машины с искусственным интеллектом. Одна из наиболее известных его ролей - в фильме «Жизнь в забвении» (Living In Oblivion, 1995), где он сыграл вместе со Стивом Бушеми и Кэтрин Кинер. Эта кинолента была отмечена несколькими наградами.
Актер также он участвовал в сериалах «Розанна» (Roseanne), «Закон и порядок» (Law & Order), «Элли МакБил» (Ally McBeal), «Скорая помощь» (ER), «Друзья» (Friends) и других. В 2009 году Джеймс присоединился к актерскому составу драматического сериала «Милосердие» (Mercy). Кроме того, Джеймс ЛеГрос сыграл в таких фильмах, как «Психоз», «Враг государства», «Ноябрь», «Запретная миссия», а также в сериалах «Доктор Хаус», «Анатомия страсти», «Девчонки» и «Закон и порядок: Специальный корпус». Джеймс был также участником телевизионного шоу «Ally McBea».
В 2010 году Джеймс ЛеГрос снялся в главной роли в триллере «Горький пир». Он сыграл Питера Грея, ведущего популярного телешоу «Пир».
С 1992 года Джеймс ЛеГрос женат на актрисе Кристине Лоджа. У них двое детей.