James Blish studiował biologię na uniwersytetach Rutgers i Columbia. W czasie II wojny światowej służył w armii jako technik medyczny. Po wojnie pracował w firmie farmaceutycznej Pfizer. W 1940 roku opublikował pierwsze opowiadanie. Pomyślny rozwój kariery literackiej sprawił, że zrezygnował z pracy i utrzymywał się tylko z pisarstwa. W 1968 roku przeniósł się do Wielkiej Brytanii i zamieszkał w Oksfordzie.
Umarł na raka płuc w 1975 roku.