Es uno de los actores más populares del Reino Unido, aclamado por la crítica y por el público. La última película de James D'Arcy ha sido el thriller psicológico de Courtney Solomon Maleficio, en la que ha dado vida al Profesor Powell.
DArcy alcanzó la fama con su personaje del Teniente Primero Tom Pullings en Master and Commander, nominada a los Oscar®, con Russell Crowe, dirigida por Peter Weir. Anteriormente, interpretó a Nicholas Nickleby en la aclamada adaptación de la obra Vida y aventuras de Nicholas Nickleby para televisión emitida por la cadena británica Channel 4 y en la producción de la BBC La fábrica de hielo, emitida en Estados Unidos, y en la serie de la PBS Mystery!.
D'Arcy participó en El punto sobre la i, con Gael Garcia Bernal, que acaba de ser estrenada en Estados Unidos con éxito, tras formar parte de la selección del Festival de Cine de Sundance. Dio vida a Sherlock Holmes en A Case of Evil, y ha aparecido en las películas Revelation, The Trench, Wilde, Hotel Paraíso, The Bass Player Peter y Charity.
En televisión, ha participado en la adaptación para la televisión británica de la obra de Oscar Wilde El fantasma de Canterville, en Bribery and Corruption de Ruth Rendell y en varias producciones de la BBC como Silent Witness, Beck, Dalziel and Pascoe, Tom Jones y Sunburn.
James se crió en Fulham y entró en el mundo de la interpretación casi por accidente. Dejó el colegio y decidió pasar un año sabático en Australia. Se interesó por el arte dramático cuando trabajaba en el departamento de teatro de una escuela en Perth. Cuando volvió al Reino Unido, fue admitido en la prestigiosa Academia de Música y Arte Dramático de Londres (LAMDA) y se graduó en julio de 1995. Durante su curso de tres años en LAMDA, se formó sobre los escenarios con obras como Heracles, Sherlock Holmes, Como gustéis, Wild Honey, The Freedom of the City y Larkrise to Candleford.