Dans sa jeunesse, James Blake a commencé à pratiquer l'athlétisme en participant à des compétitions locales. Il est révélé comme un talent prometteur lorsqu'il participe aux championnats d'Angleterre juniors en 2001 et termine deuxième sur 100 mètres en seulement 10 secondes et 39 centièmes.
En 2004, James Blake obtient sa première sélection pour les Jeux olympiques d'Athènes où il se classe sixième sur 100 mètres. L'année suivante, il confirme son talent en remportant le titre national britannique sur cette distance.
En 2007, James Blake se révèle comme un des meilleurs sprinteurs mondiaux lorsqu'il bat le record d'Europe du relais 4 x 100 mètres en battant l'équipe américaine aux championnats du monde à Osaka. L'année suivante, il participe à ses premiers championnats du monde en plein air individuel et remporte la médaille de bronze sur 100 mètres.
En 2009, James Blake confirme son statut de sprinter mondialement reconnu en remportant les championnats du monde à Berlin en battant le record du monde du relais 4 x 100 mètres. L'année suivante, il remporte sa première médaille olympique lors des Jeux olympiques de Londres en prenant la troisième place sur 100 mètres.
En 2012, James Blake remporte une autre médaille aux championnats du monde à Daegu en prenant la deuxième place sur 60 mètres. L'année suivante, il participe à sa quatrième olympiade et termine septième de l'épreuve individuelle de 100 mètres.
En 2015, James Blake remporte une troisième médaille mondiale en prenant la deuxième place sur 60 mètres aux championnats du monde à Pékin. L'année suivante, il participe à ses sixièmes Jeux olympiques et termine huitième de l'épreuve individuelle de 100 mètres.
En 2017, James Blake prend sa retraite sportive après plus de 15 années passées sur les pistes mondiales. Il a remporté plusieurs titres nationaux et internationaux, ainsi que plusieurs médailles aux championnats du monde et aux Jeux olympiques. Depuis sa retraite, James Blake est devenu un commentateur sportif pour la BBC Sport et a également ouvert une école d'athlétisme à Londres.