James Callis asistió a la Universidad de York y se graduó en 1993 con una licenciatura en inglés y literatura relacionada. Fue un miembro clave de la sociedad Gilbert and Sullivan de la Universidad de York y apareció en producciones organizadas por amigos en la Universidad de Cambridge. Después de graduarse de la universidad, Callis se formó en la Academia de Música y Arte Dramático de Londres. Desde su graduación en 1996, Callis apareció en varias producciones del West End y series de televisión, así como en la radio. Es conocido por interpretar al Dr. Gaius Baltar en la miniserie y serie de televisión reimaginada Battlestar Galactica (2003-2010), y al mejor amigo de Bridget Jones, Tom, en El diario de Bridget Jones (2001) y su secuelas. En 2010, se unió al elenco de la serie de televisión Eureka y en el 2017 prestó su voz al personaje de Alucard en la serie de Netflix Castlevania, basada en la serie de videojuegos del mismo nombre.
