Полное имя — Джеймс Эдвард Франко. У Джеймса есть младший брат Дэйв, который так же является актером. Отец Джеймса — на половину португалец, на половину швед. Мать — еврейка, эмигрировавшая из России. Джеймс Франко является лицом парфюма Gucci «Gucci By Gucci Pour Homme».

Уже будучи известным актёром, Франко поступил в Калифорнийский университет и получил диплом о высшем образовании. В интервью Терри Гроссу Джеймс рассказал, что в старших классах был арестован за мелкое воровство: они с друзьями воровали в магазине одеколон и продавали его в школе.

В 2008 году Франко получил степень бакалавра по английскому языку в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Свою выпускную бакалаврскую работу Франко писал под руководством писательницы Моны Симпсон. Затем он переехал в Нью-Йорк, чтобы учиться по программе магистров литературы Колумбийского университета, а также в Школе искусств Тиш при Нью-Йоркском университете, где он изучает кинопроизводство.