James "Jim" Nathaniel Brown est né d'un père boxeur professionnel et d'une mère femme de ménage. Durant son enfance et adolescence, il touche à plusieurs sports avant de jeter son dévolu sur le football américain qu'il pratique à l'université. Excellent joueur, entre autres pour sa rapidité hors normes, il passe professionnel et joue pour les Browns de Cleveland. Il remporte par la suite de nombreux titres dont ceux du Meilleur joueur de la ligue en 1957, 1958 et 1965 et est considéré comme l'un des meilleurs footballeurs de tous les temps.

Après avoir mis un terme au sport, Jim Brown change de voie et se consacre au cinéma. L'une de ses premières apparitions à l'écran est dans le film culte Les Douze salopards, dans lequel douze criminels se voient proposer une mission suicide en échange d'une amnistie pendant la Seconde Guerre mondiale. Dans ce film d'action au casting quatre étoiles, il campe Robert T. Jefferson, le seul afro-américain du groupe.

Fort de ce succès, Jim Brown enchaîne dans les années 1960 avec Le Crime, c'est notre business (1968), Le Dernier train du Katanga (id.), Destination Zebra, station polaire (id.) et Les 100 fusils (1969). Dans les années 1970, sa notoriété augmente lorsqu'il apparaît dans plusieurs films rattachés à la Blaxploitation, à l'instar de Massacre (1972), Black Gunn (1972) ou encore Les Démolisseurs (1974).

Durant cette décennie, le comédien à la carrure imposante incarne également un braqueur cherchant à sortir de prison pour mettre la main sur son butin dans Le Pénitencier (id.), à nouveau un prisonnier voulant s'évader dans L'Evadé de l'Île du Diable (1973), un homme devant livrer une grosse somme d'argent dans le western La Chevauchée terrible (1975) ainsi qu'un inquiétant proxénète aux côtés de Harvey Keitel dans Mélodie pour un tueur (1978). 

A partir des années 1980, Jim Brown campe un assassin dans le film d'action et de science-fiction Running Man emmené par Arnold Schwarzenegger, et participe à plusieurs films lorgnant du côté de l'action et du policier (Killing American Style, 1988, Pour la mort d'un flic, 1989, Twisted Justice, 1990).

Durant les années 1990, Jim Brown se fait nettement plus rare sur les écrans, en dépit de ses personnages d'ex-boxeur dans la comédie de science-fiction Mars Attack et d'ex-gloire du football américain dans L'Enfer du dimanche. Il tourne aussi deux fois sous la direction de Spike Lee, via deux petits rôles, dans He Got Game (1998) et She Hate Me (2004). Parallèlement, l'acteur est commentateur (de 1993 à 1996) à l'Ultimate Fighting Championships.

De plus en plus en retrait des plateaux, Jim Brown est, dans les années 2000, à l'affiche des méconnus Animal, Dream Street et Draft Day, un film avec un Kevin Costner dans la peau d'un manager du club de football américain des Buffalo Bills. Brown y joue son propre rôle.

Laurent Schenck