James Edwin Gunn se narodil 5. srpna 1966 v St Louis, Missouri. Má čtyři bratry, herce Seana Gunna, herce a politického spisovatele Matta Gunna, producenta Patricka Gunna a spisovatele Briana Gunna a jednu sestru.
Gunn začal svou kariéru filmové tvorby s Troma Entertainment, pro kterou napsal nezávislý film Tromeo a Julie. Poté, co přispěl několika dalším filmy, Gunn napsal, produkoval a hrál v jeho vlastní komedii, The Specials, kterou režíroval Craig Mazin. V roce 2014 zrežíroval zatím jeho největší film, marvelovské Strážce galaxie.
V roce 2000 si vzal herečku Jenna Fischer, ale v roce 2007 se s ní rozvedl.