Première moto - une PW50 - reçue à 3 ans, James Ellison dispute sa première course à l'âge de 15 ans, dans le championnat junior 80cc. Une campagne qu'il termine au huitième rang, au guidon de sa Honda MBX80.


L'année suivante, le jeune britannique et sa Cagiva se hissent sur la troisième marche du podium. Ellison monte alors dans le championnat Superteen 125cc. Il se classe huitième de la série et devient, dans le même temps, champion ACU Clubmans 125 avec 17 victoires.

En 1999, après deux saisons en Superteen, James s'attaque au championnat d'Europe de Superstock. Une campagne d'apprentissage lui suffit pour décrocher le titre en l'an 2000, avec deux victoires en poche. Troquant sa Honda Fireblade contre une Suzuki 1000cc, Ellison récidive la saison suivante. Il se charge, en parallèle, du développement de la MV Agusta d'endurance et participe au Bol d'or.

Le championnat du monde Supersport tend les bras au Britannique en 2002. En selle sur une Kawasaki, il prend la dix-huitième place finale et préfère retourner, en 2003, en championnat d'Europe Superstock. Malgré le manque de budget, il parvient à monter sur la troisième marche du podium, après avoir signé une victoire. Il fait également, cette année-là, quelques apparitions en Supersport AMA 750cc.

En 2004, Ellison se met en valeur à Brands Hatch, l'une des manches britanniques du WSBK. Une prestation qui lui vaut d'être remarqué par Peter Clifford, responsable de l'équipe Harris WCM. Celui-ci lui offre l'opportunité de faire ses débuts en MotoGP, au GP de République Tchèque, en remplacement de Chris Burns, blessé. Il dispute les sept dernières manches du championnat et inscrit 3 points, au Qatar.

James conserve la confiance de l'équipe WCM en 2005 et dispute sa première saison MotoGP complète. Confiné en fond de grille, le Britannique n'a que peu d'occasions de se mettre en valeur. Il doit faire avec les moyens du bord, au guidon d'une machine désuète sensée assurer l'intérim en attendant l'arrivée d'un prototype Blata. Les retards s'accumulent et la nouvelle moto reste désespérément invisible pour Ellison et Battaini. James parvient à marquer 7 points au cours de la saison.

Dunlop et l'équipe Yamaha Tech 3 lui offrent un guidon pour le championnat du monde 2006.