James Ellison realizó su debut en MotoGP en 2004 en el circuito de Brno, actuando como sustituto de su compatriota Chris Burns en el equipo Harris WCM. Previamente, había ganado el Campeonato Europeo Superstock en 2000 y en 2001, consiguiendo dos y cuatro victorias respectivamente.
El británico sumó puntos en su segunda participación con la máquina Harris WCM V4, en Qatar. Posteriormente, en Sepang y Phillip Island, rodó con regularidad con cronos cercanos a los registrados sobre motos oficiales por diversos rivales. Tras la buena impresión causada en las diversas ocasiones en las que actuó como sustituto en 2004, el piloto británico disputó su primer Campeonato de MotoGP completo en 2005 a los mandos del prototipo Blata V6 con el equipo WCM, con el que sumó siete puntos.
En 2006 buscó la oportunidad de mejorar estas prestaciones con una Yamaha del equipo Tech 3, pero cerró la temporada sin conseguir ningún resultado destacable. En 2012 regresa a MotoGP tras firmar por dos temporadas con el equipo Paul Bird Motorsport para hacerse cargo del proyecto CRT con el prototipo ART.