Джеймс Таррелл родился в 1943 году в Лос-Анджелесе. Он получил степень бакалавра искусств по экспериментальной психологии в колледже Помона в г. Клэрмонт (штат Калифорния) в 1965 году, а затем степень магистра искусств в аспирантуре Клэрмонта в 1973 году. Его работы включены в публичные коллекции многих музеев, в том числе лондонского музея Тейт Модерн, Музея искусств округа Лос-Анджелес, Музея Гуггенхайма в Нью-Йорке и Музея Израиля в Иерусалиме. Музей Джеймса Таррелла был открыт в г. Колом (Аргентина) в 2009 году. Важные персональные выставки художника проходили в амстердамском музее Стеделейк (1976), Музее американского искусства Уитни в Нью-Йорке (1980), Музее Израиля в Иерусалиме (1982), Музее современного искусства Лос-Анджелеса (1984), музее MAK в Вене (1998–1999), галерее Mattress Factory в Питсбурге (2002–2003), а также в рамках проекта Wolfsburg в немецком Музее искусств Вольфсбурга (2009–2010). В 2013 году его масштабная ретроспектива откроется одновременно в музее Гуггенхайма в Нью-Йорке , Музее искусств округа Лос-Анджелес и Музее изобразительных искусств Хьюстона.

С 1972 года Таррелл занимается преобразованием кратера вулкана Роден, расположенного на юго-западной границе аризонской Цветной пустыни, в масштабное произведение искусства. Эта работа задействует необъятный небосвод, окружающее пространство и культурную составляющую через проводник, в роли которого выступает свет. В качестве обсерватории кратер Роден позволяет посетителям увидеть небесные явления невооруженным глазом. Возведение проекта проходит под руководством фондов Dia Art и Skystone при поддержке фонда Lannan.

Работы Джеймса Таррелла выставляются в Pace Gallery с 2002 года.