West est né à Waverly (Tennessee) aux États-Unis. Il a obtenu son diplôme de bachelier en ingénierie électrique de l'université du Tennessee en 1952 et son doctorat en physique appliquée à l'université Purdue en 1957. Après avoir travaillé pour la National Bureau of Standards (devenu plus tard le National Institute of Standards and Technology) de 1954 à 1963, West a rejoint Bell Laboratories, où il a continué son travail sur les transductions piezo-électriques et leur application à la communication et aux enregistrements sonores.
En 1962, West et Gerhard Müller ont inventé le transducteur de microphone piezoelectrique connu sous le nom de "microphone de pression" (ou micropiezo), qui a permis une amélioration significative dans la qualité du son des téléphones portables. En 1971, West et ses collègues ont créé le premier transducteur piezo-électrique à effet de surface (SAW). Il a été utilisé pour la première fois en 1975 dans un appareil d'enregistrement de son numérique.
West a reçu la médaille John Price Wetherill en 1967, l'IEEE Morris N. Liebmann Memorial Award en 1968 et le prix IEEE Medal of Honor en 1993, pour ses réalisations dans les transductions piezo-électriques. En 1997, West a reçu le prix Nobel de physique avec Gerhard Müller et Jack S. Kilby, pour leur contribution à l'invention du transistor microélectronique et des dispositifs optoelectroniques basés sur les transductions piezo-électriques.
Après avoir quitté Bell Labs en 1986, West a rejoint la faculté de l'université Johns Hopkins, où il est devenu professeur émérite de génie mécanique et d'ingénierie électrique en 2007.
West était marié à Elizabeth R. West, une ingénieur du son connue pour ses contributions à l'industrie cinématographique et à la télévision. Ils ont eu deux enfants ensemble.
James E. West est mort le 19 mars 2018 à l'âge de 87 ans.