Nato in una famiglia benestante di lontana origine olandese, il padre Jim Van Der Beek era un giocatore di baseball professionista, che aveva militato anche nei Los Angeles Dodgers, mentre la madre Melinda Van Der Beek era una ballerina di Broadway. Iniziò a recitare a soli tredici anni, interpretando il personaggio di Danny Zuko nella produzione teatrale di Grease, presso la sua città natale. Nel 1993 fece dei provini a New York e partecipò agli spettacoli off-BroadwayFinding the Sun e Shenandoah (1994). Inoltre, già nel 1986 aveva lavorato al doppiaggio di Laputa - Castello nel cielo, dando la voce al protagonista maschile Pazu.
Poco dopo si iscrisse all'universitàCheshire Academy e continuò a recitare in numerosi spettacoli scolastici. Successivamente passò alla Drew University, in cui ottenne una borsa di studio che gli permise per molto tempo i trasferimenti necessari per raggiungere i set cinematografici. Il suo esordio al cinema avvenne nel 1995 con Angus, ma la sua carriera ebbe un decollo solo nel 1998, allorché egli ebbe la parte principale nella serie tv adolescenziale Dawson's Creek nel ruolo del protagonista, Dawson Leery. Per poter prendere parte senza distrazioni alla serie decise di lasciare l'università, anche se progetta di ritornarvi al fine di completare la sua educazione.
Dal 5 luglio 2003 fino al giugno 2009 è stato sposato con l'attrice Heather McComb. Il 1º agosto 2010 ha sposato Kimberly Brook, da cui ha avuto sei figli.[1]
James ha inoltre preso parte a dei pilot televisivi che però non vennero ordinati per diventare serie tv: Three (2005), Sex, Power, Love & Politics (2006), Football Wives (2007), Eva Adams (2009), Sea Oak (2017).
Nelle versioni in italiano dei suoi film, James Van Der Beek è stato doppiato da:
Francesco Pezzulli in Angus, Dawson's Creek, Mercy, Jay & Silent Bob... Fermate Hollywood!, Stolen - Rapiti, The Forgotten, Non fidarti della str**** dell'interno 23, I miei peggiori amici, Downsizing - Vivere alla grande, Modern Family, Room 104, Pose, Jay e Silent Bob - Ritorno a Hollywood