Le prime partecipazioni di James Ellison a gare internazionali risalgono al 1999, primo anno in cui partecipa al campionato europeo Superstock, ma è nelle due stagioni successive che riesce ad aggiudicarsi il titolo nella categoria. Fa registrare un'esperienza nel Campionato del Mondo Supersport prima di vincere il Campionato del Mondo Endurance nel 2003. Verso la fine del 2004, viene offerta al pilota inglese la possibilità di correre per il team WCM MotoGP in sostituzione dell'infortunato Chris Burns. Chiude 13º in Qatar e il team decide di scritturarlo per l'intera stagione 2005. In quell'anno, Ellison sale in sella ad una V6 Blata mettendo a referto 7 punti. Nel 2006 si sposta al team Yamaha Tech 3 e a circa metà della prova di Phillip Island rientra ai box per passare dal prototipo con le slicks a quello dotato di gomme da bagnato. Conclude senza neanche un punto, ma entra a far parte della storia come il primo pilota capace di una cosa simile. Per il 2012 Ellison firma un contratto di due anni con il team Paul Bird Motorsport e torna nella massima categoria al comando di un prototipo CRT Aprilia.