James Brolin asistió a Santa Monica City College y estudió teatro en la Universidad de California en Los Ángeles antes de firmar un contrato con 20th Century Fox en 1960, donde comenzó como actor contratado en películas de Sandra Dee. Después, hizo apariciones especiales en series populares de la década de 1960 y tuvo pequeños papeles en varias películas. Durante la década de 1970, Brolin comenzó a aparecer en papeles principales y se hizo más conocido por sus papeles televisivos como Peter McDermott en Hotel (1983-1988), y por sus papeles cinematográficos como el Sargento Jerome K. Weber en Vuelo 502 en peligro (1972), John Blane en Oestelandia (1973) y General Ralph Landry Tráfico (2000). Brolin ganó el Emmy y dos Globos de oro por su trabajo en Marcus Welby, M.D. (1969-1976). En 2021 forma parte del elenco de la nueva serie de Netflix Sweet Tooth, donde Gus (Christian Convery), un niño mitad humano y mitad ciervo que sobrevive en un mundo postapocalíptico con otros híbridos.