James Caan wurde in New York geboren. Nach Abschluss der Schauspielkurse arbeitete er am Theater und beim Fernsehen, sein Leinwanddebüt gab er 1964. Mit der Rolle des Rennfahrers in H. Hawks' Film 'Rote Linie 7000' (Red Line 7000, 1965) festigte Caan auf der Leinwand und im Leben seinen Ruf als Sportler und 'echter Mann'. Die Bandbreite des Schauspielers erweiterte sich nach der Arbeit mit F. Coppola in 'Regenmenschen' (The Rain People, 1969) und besonders in 'Der Pate' (The Godfather, 1972), wo sein unbeschwerter Spross des Gangsterclans Sonny Corleone fast kindliche Einfalt, dreiste Selbstsicherheit und bis zur Grausamkeit reichende Jähzornigkeit vereint. Infolgedessen wurde Caan zu einem für Hollywood seltenen Typ des Charakterdarstellers, dessen berühmtes Lächeln mal vor Sorglosigkeit strahlte, mal wie ein neurotisches Grinsen wirkte.

1980 inszenierte Caan mit seiner Beteiligung den Film 'Versteckt vor aller Augen' (Hide In Plain Sight), in dem er die Rolle eines geschiedenen Vaters spielte, der für seine Kinder kämpft. Das Thema der rührenden Haltung gegenüber Vaterschaft, Familie und Zuhause zieht sich durch 'Der Dieb' (Thief, 1980, Regie: M. Mann), wo ein professioneller Einbrecher gezwungen ist, einen Juwelendiebstahl durchzuführen.

Der Beginn der 80er Jahre war mit einer seelischen Krise des Schauspielers verbunden, mit Drogenkonsum und der Zerstörung seiner Familie. Ab 1982 drehte Caan fünf Jahre lang nicht, sondern arbeitete als Baseballtrainer. Zurück ins Kino half ihm Coppola, der ihn für den Film 'Gärten aus Stein' (Gardens Of Stone, 1987) einlud. In einer für ihn ungewöhnlichen Rolle erschien Caan in dem Psychothriller 'Misery' (Misery, 1990), in dem er einen berühmten Autor von Liebesromanen spielte, der in die Gefangenschaft seiner psychisch gestörten Verehrerin gerät.