James Weir a grandi à Staten Island et a suivi des études supérieures à l'Université Polytechnique de New York, où il a obtenu un bachelor en génie électrique en 1969. Il est ensuite allé à l'Université Cornell pour obtenir une maîtrise en ingénierie nucléaire en 1972.
En 1973, Weir a rejoint la NASA et a travaillé sur le programme spatial Apollo jusqu'à sa fin en 1975. Plus tard, il a participé au programme Space Shuttle et à plusieurs missions de la navette spatiale, notamment Challenger STS-6 et Discovery STS-41-D.
En 1983, Weir a été nommé directeur du Centre spatial Goddard en Maryland et a occupé cette fonction jusqu'en 1992. En 1992, il a été promu à la direction du Centre de vol spatial John F. Kennedy (JFK) et a dirigé ce centre pendant une période clé de l'histoire de la NASA, notamment lors du retour des astronautes américains sur la Lune en 1994 pour le vol Apollo-13.
En plus de son travail à la NASA, Weir a servi dans divers postes gouvernementaux, y compris comme président du Conseil national de la recherche (NRC) et membre du Conseil national de l'informatique quantique (QCI). Il est également membre de plusieurs sociétés scientifiques, dont l'Académie nationale des sciences et le National Academy of Engineering.
James Weir a reçu de nombreuses récompenses pour son travail, notamment la médaille de la NASA pour ses contributions exceptionnelles à l'agence spatiale américaine en 1997. Il est également récipiendaire de plusieurs doctorats honorifiques et a été intronisé au National Space Technology Hall of Fame en 2004.
Au cours de sa carrière, James Weir a été un partisan actif de la collaboration internationale dans le domaine spatial et a travaillé à promouvoir des collaborations entre les agences spatiales américaines et étrangères. Il est décédé le 18 décembre 2020 à l'âge de 72 ans.