Джеймс Каан народився в Нью-Йорку. Закінчивши акторські курси, працював у театрі та на ТБ, дебютував на екрані в 1964. Зігравши автогонщика у фільмі Г. Хоукса 'Червона лінія 7000' (Red Line 7000, 1965) Каан закріпив за собою на екрані і в житті репутацію спортсмена, 'справжнього чоловіка'. Діапазон актора розширився після роботи у Ф. Копполи в 'Людях дощу' (The Rain People, 1969) і особливо в 'Хрещеному батьку' (The Godfather, 1972), де його безшабашний нащадок гангстерського клану Сонні Корлеоне поєднує в собі майже дитячу простодушність, нахабну самовпевненість і запальність, що доходить до жорстокості. В результаті Каан став рідкісним для Голлівуду типом характерного актора, чия знаменита усмішка то сяяла безтурботністю, то виглядала невротичним вишкіром.

У 1980 Каан поставив зі своєю участю фільм 'Сховай на виду у всіх' (Hide In Plain Sight), де виступив у ролі розлученого батька, який бореться за своїх дітей. Тема трепетного ставлення до батьківства, сім'ї, дому проходить у 'Злодії' (Thief, 1980, режисер М. Манн), де професіонал-зломщик виявляється змушеним провести операцію з крадіжки коштовностей.

Початок 80-х років пов'язаний з душевною кризою актора, прилученням до наркотиків, руйнуванням сім'ї. З 1982 протягом п'яти років Каан не знімався, працював тренером з бейсболу. Повернутися в кіно йому допоміг Коппола, запросивши знятися у фільмі 'Сад каменів' (Gardens Of Stone, 1987). У незвичній для себе ролі Каан з'явився в психологічному трилері 'Мізері' (Misery, 1990), граючи знаменитого автора любовних романів, який потрапив у полон до своєї шанувальниці з психічними відхиленнями.