Ради актерской карьеры Джеймс Франко в свое время покинул институт, что без особого энтузиазма восприняли его родители. В то время юный Джеймс начал посещать курсы актерского мастерства и параллельно принимал участие в многочисленных кастингах. Поначалу актер играл малозначимые роли в картинах, не пользующихся особой популярностью у зрителей, но вскоре удача улыбнулась ему. Франко получил главную роль в фильме «Джеймс Дин», за которую одержал свою первую престижную награду – «Золотой глобус» в номинации «Лучший телевезионный актер».
Мировой успех пришел к Джеймсу Франко после роли в в экранизации одного из наиболее популярных американских комиксов «Человек-Паук». Актер также принял участие в съемках двух последующих частей фильма: «Человек-паук 2» и «Человек-паук 3: Враг в отражении». После ошеломительного успеха в карьере Франко наступила череда неудач: фильмы с его участием то и дело проваливаются в прокате. Началом нового успешного этапа в творческой судьбе актера становится роль в фильме «Ананасовый экспресс», благодаря которой он был номинирован на «Золотой Глобус». В этот период актер Франко получает премию «Независимый дух» за лучшую роль второго плана в биографии «Харви Милк», премию «Тедди» как режиссер драмы «Пир Стивена», и вторую номинацию на «Оскар» за главную роль в триллере «127 часов».
С 2013 года у актера Джеймса Франко есть звезда на Голливудской алее славы.
Долгое время состоял в любовных отношениях с актрисой Анной О’Райли, но в 2011 году пара рассталась. Также актер встречался с актрисой и моделью Агнесс Дейн.