Джеймс Гамильтон был сыном Джеймса, 1-го лорда Гамильтона, и Марии Стюарт, дочери шотландского короля Якова II.
В 1503 г. Джеймс участвовал в переговорах о браке своего двоюродного брата, короля Якова IV, с Маргаритой Тюдор, за что был возведён в титул графа Аррана. В период правления Якова IV Джеймс Гамильтон входил в королевский совет и командовал шотландским флотом, направленным на подавление в 1504 г. гэльского восстания на Гебридских островах 1501—1506 г.
В 1513 г. граф Арран вновь возглавил флот Шотландии, который в условиях начала войны с Англией был призван подкрепить действия королевской армии на суше. Однако, по не совсем понятной причине, Джеймс Гамильтон увёл флот в Ирландское море, а после бомбардировки Каррикфергюса, английской крепости в Ольстере, шотландские суда отплыли во Францию. В это время шотландская армия была разгромлена англичанами в битве при Флоддене, а король убит.
Несмотря на то, что Гамильтон был одним из ближайших родственником нового шотландского короля, малолетнего Якова V, он первоначально не выдвигал претензий на регентство, а поддержал избрание в 1515 г. регентом страны Джона Стюарта, герцога Олбани. Вскоре, однако, Гамильтон был вовлечён в мятеж южно-шотландских баронов против нового правительства, но гибкая политика регента позволила восстановить стабильность в Шотландии и граф Арран вернулся в регентский совет. Во время пребывания герцога Олбани во Франции в 1517—1521 гг. именно Арран возглавил правительство страны. В этот период усилилось противостояние Гамильтона и графа Ангуса, лидера проанглийской партии. Борьба за власть между Арраном и Ангусом вылилась в вооруженные столкновения, особенно острые в Эдинбурге в 1520 г., контроль над которым оспаривали обе стороны. Лишь возвращение Олбани позволило устранить угрозу гражданской войны.
В 1524 г. шотландские бароны, сторонники сближения с Англией, добились смещения герцога Олбани. Было провозглашено начало самостоятельного правления короля Якова V, однако фактически власть захватил граф Ангус. Джеймс Гамильтон вместе с королевой Маргаритой возглавили оппозицию новому режиму. На их сторону вскоре перешла большая часть шотландской знати, однако все попытки свержения Ангуса, удерживающего контроль над молодым королём, проваливались. Лишь в мае 1528 г. Якову V удалось бежать из Эдинбурга и возглавить собранные Арраном отряды дворянского ополчения, которые захватили столицу и изгнали Ангуса из страны. Вскоре после восстановления власти короля, в 1529 г., граф Арран скончался.
