James Woods est né à Vernal, Utah. Fils d'un militaire et d'une institutrice, il passe la majeure partie de son enfance à sillonner les Etats-Unis avant que sa famille ne s'installe à Warwich, Long Island, Etat de New York. C'est à l'occasion d'une pièce présentée par l'école de sa ville qu'il fait ses premières armes d'acteur. Il entre ensuite comme boursier au Massachusetts Institute of Technology et, après quatre ans d'études politiques, abandonne tout et part pour New York afin de se consacrer à sa véritable passion, le théâtre. Nous sommes alors en 1968. Woods fait ses débuts à Broadway dans "Borstal Boy", puis "Conduct Unbecoming". Alan Schneider lui propose alors le rôle principal de sa pièce "Saved". L'acteur recevra plusieurs récompenses pour cette performance. Suivent d'autres pièces à succès puis James Woods accède au cinéma par l'entremise du grand Elia Kazan dans son film Les visiteurs, un oppressant huis clos avec pour toile de fond la guerre du Vietnam. On le voit ensuite sous les traits du petit ami de Barbra Streisand dans Nos plus belles années, de Sydney Pollack, et il obtient son premier rôle majeur dans Alex ou la liberté, dans lequel il donne la réplique à Jack Lemmon et Geneviève Bujold. Lemmon exigera d'ailleurs que le nom de James Woods figure en aussi gros caractères que le sien sur l'affiche.