James Rangel nació en un pequeño rancho en Albuquerque, Nuevo México. Pisó un escenario por primera vez a los ocho años con el grupo de mariachis de su padre. Estudió en el Instituto Hollywood High Performing Arts Magnet y en la prestigiosa Academia de Música y Arte Dramático de Londres.

Se dió a conocer internacionalmente con el papel de David Aceveda en la premiada serie "The Shield: al margen de la ley", por la que ganó el Premio ALMA 2007 al Mejor Actor de Reparto, además de ser galardonado por la Fundación NOSOTROS y la Coalición Nacional Hispánica .

También ha sido muy aclamado por su papel en la serie antológica "American Crime", de John Ridley. Le hemos visto en series de la talla de "Cómo defender a un asesino", "House of Cards", "The Blacklist" e "Hijos de la anarquía". Para la gran pantalla ha trabajado en Million Dollar Baby, de Clint Eastwood; Bendíceme, última; Lies in Plain Sight, por la que fue nominado al Premio NAACP Imagen 2011 al Mejor Actor; Amenazados, con Samuel L. Jackson; New Suit; Kill Your Darlings; Mi familia; Saw, y Beyond the Lights.