Джеймс Ганн родился в городе Сент-Луисе, штат Миссури, часть детства режиссёра прошла в городе Манчестер того же штата. У Джеймса есть четверо братьев и сестра. Шон Ганн, который стал актёром; Мэтт Ганн, который стал актёром и сценаристом; Брайан, который является сценаристом и продюсером; Патрик, также работающий в сфере кино и медиа, который в прошлом был вице-президентом студии «Artisan Entertainment»; и сестра Бет, судебный адвокат в Лос-Анджелесе. Их родители — Леота и Джеймс Ф. Ганн, который является адвокатом. Ганн заявляет, что его фамилия происходит от ирландской фамилии Макгилганн, что означает «сыновья в слуги бога мёртвых».
Будучи молодым, Ганн был поклонником ряда низкобюджетных фильмов, таких как, например, «Ночь живых мертвецов» и «Пятница, 13-е». Будущий режиссёр любил читать тематические журналы как «Fangoria»; и посещал показы жанрового кино, включая оригинальный «Рассвет мертвецов». В возрасте 12 лет Джеймс начал снимать фильмы про зомби на 8-миллиметровую камеру со своими братьями в лесу, рядом с их домом.
Ганн и его братья являются выпускниками средней школы университета Сент-Луиса, частной иезуитско-католической средней школы, расположенной в окрестности Кингс-Оак в Сент-Луисе. Они окончили её в 1984 году. Джеймс поступил в Сент-Луисский университет и закончил его со степенью бакалавра искусств. Будучи в этом в университете, Ганн создавал политические мультики для еженедельной школьной газеты, «The University News». Он также учился искусству кино в Университете Лойола Мэримаунт в Лос-Анджелесе 2 года, но бросил его. Позже, Джеймс Ганн получил степень магистра искусств в Колумбийском университете в 1995 году.
