ב30 בספטמבר 1955,נהרג ג'יימס דין בתאונה, בקליפורניה, ב Route 466 .

הכוכב ההוליוודי שהיה אז בן 24 בלבד , נהג במכונית הפורשה 550 ספיידר שלו , שזכתה לכינוי "ממזרה קטנה " ,כשלצידו באוטו, היה המכונאי שלו, רולף ווטריך. המכונית התנגשה במכוניתו (פורד טודור) של סטודנט בן 23 מקליפורניה, דונאלד טורנספיד. ב5.59 אחה"צ ,הכריז ביה"ח אליו נלקח דין, על מותו. ווטריך , שנזרק החוצה מן המכונית , שרד ואילו טורנספיד יצא עם חבלות קלות בלבד. לא ננקטו נגדו שום אמצעים משפטיים.

ווטריך ניסה להתאבד פעמיים בשנות ה60,כאשר באחת הפעמים הוא דקר את אשתו 14 פעם בסכין מטבח במהלך ניסיון כושל של רצח והתאבדות. בסופו של דבר, נהרג בתאונה ,כשנהג במצב של שכרות. טורנספיד נפטר באותה שנה,1981.

נראה שדין נהג במהירות מופרזת ,למרות שכשעה וחצי קודם לתאונה, קיבל דו"ח על מהירות, בבייקרספילד. לאחר התאונה, החלו שמועות כי המכונית "מקוללת". הפורשה, ששוויה היה אז כ7000$,התגלגלה על גבה ,עלתה על מכונאי שעמד בסמוך וקטעה את רגליו. מאוחר יותר, כאשר סוחר במכוניות משומשות מכר חלקים שלה ברחבי ארה"ב , המשיכו לצוץ סיפורים מוזרים סביבה, רובם דיווחו על תאונות עם הרוגים בהן היו מעורבים כלי רכב שבהם הורכבו חלקים שונים שלה.

ג'יימס ביירון דין נולד ב8 בפברואר , 1931, במריון, אינדיאנה. המשפחה עברה לסנטה מוניקה , קליפורניה , בגלל עבודתו של אביו, וינטון דין, שעזב את החוואות ועבד שם בבי"ח כטכנאי שיניים. בהיותו בן 9 , נפטרה אימו, מילדרד מארי ווילסון והוא עבר לחיות בחווה של דודתו , בפיירמונט, אינדיאנה. הפרידה מהאב, תעיב על יחסי השניים במשך כל ימי חייהם. בתיכון המקומי בפיירמונט, שיחק דין בייסבול וכדורסל ולמד דרמה ואת אומנות הויכוח. עם סיום התיכון, חזר להתגורר עם אביו ועם אימו החורגת , בסנטה מוניקה והחל ללמוד במכללת סנטה מוניקה ותיאטרון באוניברסיטת קליפורניה, בלוס אנג'לס .הוא הפסיק את הלימודים כדי לעבור לניו יורק, שם הופיע במחזות, בתוכניות טלויזיה ולקח שיעורי משחק אצל לי שטרסברג. את הקריירה שלו כשחקן, התחיל בפרסומת לפפסי קולה... ובתפקידי משנה בטלוויזיה ובמספר סרטים. הוא נהג לאלתר תוך כדי משחק, לא להישאר צמוד לטקסט ובאחת הפעמים כשהופיע בטלוויזיה מול רונאלד רייגן, האילתור של דין אף הביך את רייגן, הנשיא העתידי של ארה"ב.

ההופעה החיצונית לא עניינה אותו במיוחד, למרות שנחשב גם כסמל מין. הוא הופיע לא פעם גם למפגשים רשמיים, יחף ועם מכנסי ג'ינס בלויים, תפוסים בסיכות בטחון. הוא היה נתון למצבי רוח וחברים סיפרו שהוא לא הרגיש טוב ב"עור" של עצמו.

דין העריץ את מרלון ברנדו שהיה מעט מבוגר ממנו וכבר נחשב אז לכוכב גדול. הוא ניסה להתקרב אליו, אך ברנדו לא היה מעוניין.

דין התעניין בדמותו של בילי הנער, קרא ספרים שפורסמו עליו ויתכן שהתכוון לשחק בסרט עליו.

פירסומו הרב החל לאחר שגילם את דמותו של קאל טראסק , בסרט "קדמת עדן" (עיבוד מודרני וחופשי לסיפור קין והבל. שני אחים מתחרים על אהבת האב. ביניהם חוצצת גם בחורה. קאל היה האח "הרע") , שהופק על פי ספרו של ג'ון סטיינבק. הוא התמודד על התפקיד מול פול ניומן ,אך בסופו של דבר, במאי הסרט איליה קאזאן בחר בדין, בהסכמתו של סטיינבק. הוא אכן גילם את התפקיד ברוח הדמות הספרותית של סטיינבק. לאחר מותו , שמו הועלה כמועמד לאוסקר על תפקידו זה. בכך הפך לשחקן הראשון בהיסטוריה , שזכה במועמדות לאחר המוות.

ב"מרד הנעורים" סרטו של הבמאי ניקולאס ריי, שאף הוא יצא לאקרנים ב1955, גילם דין את ג'ים סטארק, נער מרדן, שובר מוסכמות- " הנער הרע שבא ממשפחה טובה". היה זה הסרט הראשון שהופק בהוליווד ושממש דיבר בגובה העיניים אל הנוער ועסק בנושאים שהעסיקו אותו . לצידו הופיעו בסרט נטלי ווד וסאל מינאו . סרט זה הפך את ג'יימס דין לכוכב בעל שם בינלאומי, למיתוס של ממש. הסרט עצמו הפך לסרט פולחן , היה מועמד ל3 פרסי אוסקר, כולל לשני שחקני משנה , אך לא לדין . הסרט שוחרר להפצה כחודש אחרי מותו . סרטו האחרון, "ענק" של הבמאי ג'ורג' סטיבנס, המבוסס על ספרה של עדנה פרבר, על צעיר יוצא דופן שעבד כסוג של קאובוי עד שגילה נפט והפך למיליונר, שוחרר אחרי מותו, ב1956. דין גילם בסרט את ז'ט רינק , בעל חווה לגידול בקר בטקסאס והסרט התרכז בו ובמשפחתו. לצידו שיחקו ליז טיילור ורוק הדסון ובתפקידים קטנים יותר דניס הופר וסאל מינאו .מאחר שדין נהרג במהלך הצילומים , נאלצו המפיקים להשתמש במספר כפילים ובחקיין שחיקה את קולו , על מנת להשלים את הסרט.  על התפקיד הזה  זכה לאחר מותו , במועמדותו השנייה לאוסקר.

הצלחתו האדירה איפשרה לדין לעסוק בתחביביו – מעשי קוסמות ומירוצי מכוניות ואופנועים. כשנהרג, היה בדרכו למירוץ בסאלינס, דרומית לסאן פרנסיסקו. צחוק הגורל הוא , שביולי 1955 השתתף דין בתשדיר שירות למניעת תאונות דרכים, יחד עם השחקן גיג יונג, לו אמר דין במהלך הצילומים : "נהגתי לטוס בדרכים לא מעט, ולקחתי הרבה סיכונים מיותרים בדרכים המהירות... עכשיו כשאני נוהג באוטוסטרדות אני זהיר במיוחד"...

ב1954 קיבל דין את פרס עולם התיאטרון וב1956 את פרס הנרייטה. כמו כן, הוא קיבל כוכב בשדרת הכוכבים בהוליווד.

למרות שלא הופיע בסרטים רבים, בסך הכל עבד כשחקן רק כ5 שנים ולמרות שנהרג בגיל כה צעיר, הנער שהגיח מעיירה קטנה במערב התיכון האמריקאי ומת מוות כה אלים, נחשב עד היום לאייקון הוליוודי ענק - אייקון של הניכור העירוני והבדידות, של מרד הנעורים כנגד העולם הישן, כולל נגד המשפחה הגרעינית ושל התפרקות התא המשפחתי המסורתי, האמריקאי. אך עדיין גם אחרי כל כך הרבה שנים, יש בדמותו האייקונית גם חידתיות ומסתורין.

הוא קבור בבית העלמין "פארק", בפיירמונט, אינדיאנה ומעריציו ממשיכים לעלות לרגל לקברו מידי שנה. מעריצים מגיעים גם לאתר ההנצחה שהוקם ליד מקום התאונה, בצ'וליים, קליפורניה.