Джеймс Мэй родился 16 января 1963 года в Бристоле. Кроме него в семье было ещё трое детей: старшая сестра Джейн, младшая Сара, а также брат. Предками Мэя по материнской линии были армянские иммигранты из Ирана. В детстве его семья часто перемещалась по стране. Сначала он посещал Каэрлеонскую начальную школу близ Ньюпорта на юге Уэльса. Юношеские годы провёл в Южном Йоркшире, где посещал Оуквудскую общеобразовательную школу в Ротереме, по случайному совпадению в этом же городе начинал журналистскую карьеру Джереми Кларксон. Кроме того, в школе он учился с Дином Эндрюсом, звездой сериалов «Жизнь на Марсе» и «Прах к праху». Будучи ребёнком, он был хористом в Уистонской приходской школе. Прекрасный флейтист и пианист, он позднее обучался музыке в Ланкастерском университете, где был членом Пендлского колледжа.В начале 1980-х годов Мэй работал помощником редактора в The Engineer, позже — в журнале Autocar. Он писал для нескольких изданий, включая постоянную рубрику в журнале CAR под названием England Made Me, статьи для журнала Top Gear, а также вёл еженедельную колонку в The Daily Telegraph. В 2000 году он выиграл награду «Автожурналист года».
Он написал книгу «Мэй об автомобилях», которая представляет собой сборник его статей, и в соавторстве — «Большое винное приключение Оза и Джеймса», основанной на телесериале с тем же названием.
Мэй также написал послесловие к последней книге от автолегенды Л. Дж. К. Сетрайта «Длинная дорога с поворотами», опубликованной в сентябре 2006 года. В том же месяце он представил посвящение Раймонду Бакстеру. Его книга «Записки с обочины» была опубликована 26 апреля 2007 года. 6 сентября 2007 года вышла книга «20-е столетие Джеймса Мэя», посвящённая одноимённому сериалу.
Соведущим в Top Gear он впервые стал в 1999 году, пока BBC не закрыла передачу из-за низких рейтингов. Затем он вернулся в шоу во втором сезоне нынешнего формата Top Gear.
В его телевизионный послужной список входят передача «Driven» на Channel 4 в 1998—1999 годах, роль ведущего в восьмой части сериала BBC 1 «Школа агрессивного поведения на дороге», и соведущего в передаче на канале ITV1 про Лондонскую выставку лодок 2006.
Он также составил и провёл специальную рождественскую передачу «Лучшие игрушки Джеймса Мэя» (на BBC 1), где изучал игрушки своего детства. Эта идея была продолжена в следующем году циклом того же рода под названием «Джеймс Мэй: лучшие игрушки моей сестры», который шёл по BBC 2. В нём Мэй попытался исследовать различия между полами в предпочтении игрушек.
Сейчас Мэй живёт в Хаммерсмите, западной части Лондона, с танцевальной критикессой Сарой Фрейтер, с которой встречается с 2000 года.