Дж. Ротман окончил частную школу и Йельский университет (1971), получил степень доктора философии в области биохимии в Гарвардском университете (1976). В 1978 г. он начал работать на кафедре биохимии Стэнфордского университета, сфокусировавшись на изучении механизмов везикулярного транспорта. В течение 1988-91 гг. Ротман работал в Принстонском университете, затем основал кафедру клеточной биохимии и биофизики в Онкологическом центре Слоан-Кеттеринг в Нью-Йорке.

    В 1995 г. Ротман возглавил Научно-консультативный совет фармацевтической компании Amersham PLC (с 2003г. - GE Healthcare). В 2003 г. Ротман занял профессорскую должность в Колледже врачей и хирургов при Колумбийском университете и возглавил университетский Центр химической биологии. 
    Джеймс Ротман - лауреат Нобелевской премии по медицине за 2013 год, полученной совместно с Рэнди Шекманом и Томасом Зюдхофом с формулировкой за "открытие механизма, регулирующего везикулярный трафик, важную транспортную систему в клетках".

    Ротман является членом Национальной академии наук США, главой факультета клеточной биологии в Йельской школе медицины, директором Института нанобиологии при Йельском университете, профессором-исследователем Института неврологии при Университетском колледже Лондона.

Имя Джеймс - английская форма библейского имени Иаков. Имя Эдвард происходит от древнеанглийских слов ead - "богатство" и weard - "охрана". Фамилия Ротман означет "рыжий" на идиш.