Né à Scotstoun, à l'ouest de Glasgow, James McAvoy a étudié à la prestigieuse Royal Scottish Academy of Music and Drama après avoir fait ses débuts à 16 ans dans le film britannique THE NEAR ROOM, réalisé par David Hayman.

Il est bien connu du public américain pour avoir incarné Leto II dans la série "Les enfants de Dune", d'après les livres de Frank Herbert. Au cinéma, il a tenu le rôle principal du film de Stephen Fry BRIGHT YOUNG THINGS et partagé avec Kirsten Dunst la vedette de la comédie romantique LA PLUS BELLE VICTOIRE de Richard Loncraine, et incarné Rory O'Shea dans RORY O'SHEA WAS HERE. Il a joué par ailleurs dans BOLLYWOOD QUEEN de Jeremy Wooding, TRENCH HORROR, TABLOID TV, THE SWIMMING POOL de Boris Von Sychowski et REGENERATION de Gillies MacKinnon. A la télévision, James McAvoy a joué dans le thriller politique de BBC 1 "State of Play" et dans "Early Doors" sur BBC 2. Il a également participé aux séries "Meurtres à l'anglaise" et "Frères d'armes".
Il joue "Nicolas Garrigan" dans LE DERNIER ROI D'ECOSSE (Kevin McDonald, portait de Idi Amin Dada).

Remarqué pour son interprétation de M. Tumnus, le faune du MONDE DE NARNIA Chapitre 1 : LE LION, LA SORCIERE BLANCHE ET L'ARMOIRE MAGIQUE, réalisé par Andrew Adamson, James McAvoy a joué depuis dans la comédie romantique STARTER FOR TEN de Tom Vaughan, dans la fable contemporaine PENELOPE de Mark Palansky, la biographie épique BECOMING JANE de Julian Jarrold et enfin dans ATONEMENT de Joe Wright, avec Keira Knightley. Il tournera prochainement WANTED de Timur Bekmambetov.