La mort de sa mère, lorsqu'il est adolescent, le marque profondément. Il évoque d'ailleurs cette tragédie dansThe God That Failed sur l'albumMetallica, puis dansMama Said sur l'albumLoad. C'est grâce à son frère David, son aîné de dix ans, qu'il s'initie à la guitare et accessoirement à la batterie. David Hetfield devient batteur et guitariste dans un groupe amateur spécialisé dans les reprises. James avait également pris quelques leçons de piano sous la pression de sa mère. N'étant guère disposé à suivre de longues études, James fait quantité de petits boulots tout en jouant dans d'éphémères formations locales (Obsession, Phantom Lord d'où le titre d'un morceau de Metallica...). Son premier groupe sérieux est Leather Charm, jusqu’à sa rencontre avecLars Ulrich par l'entremise d'une annonce postée dans le journalThe Recycler.
Lars a des contacts dans le monde du heavy metal, un de ses amis produit une compilation qui met en vedette des groupes locaux. Son ami accepte de lui garder une place sur l'album, mais Lars n'a pas encore de groupe. La volonté de James de paraître sur cet album lui fait accepter de former un groupe avec Lars, Metallica est né.
Le, victime d'un accident deskateboard, Hetfield se fracture le poignet. Il ne peut que chanter et se fait remplacer parJohn Marshall, unroadie de Metallica.
Le, il subit un nouvel accident austade olympique de Montréal lorsqu'un effetpyrotechnique explose littéralement sous ses pieds. James gravement brûlé à la main, au bras gauche, au visage et au dos, est rapidement transporté à l'hôpital.Guns N' Roses est en seconde partie de ce concert. Au bout de sept chansons,Axl Rose interrompt le concert, le public se révolte et entreprend de démolir le stade.John Marshall le remplace une nouvelle fois à la guitare, James continue à chanter pour finir la tournée. Après une longuephysiothérapie, James peut à nouveau jouer de la guitare.
James Hetfield, au lycée, joue sur une Gibson 69 SG Tremolo (source: Interview Guitar Center), avant d'adopter la Gibson Flying V et l'ampliMarshall. Il s'est ensuite tourné vers l'Explorer (Gibson toujours) et l'amplificationMesa Boogie, réputée pour son incroyable capacité de distorsion. Après l'enregistrement de l'albumMaster of Puppets, James etKirk sont passés aux guitaresESP et à leurs fameux micros actifs (EMG-81/81 d'abord, puis EMG-60/81 sur l'album...And Justice for All).James possède désormais une collection d'ESP typeExplorer, de diverses couleurs (noir, blanc) et motifs (flammes, diamond plate), mais aussi les incontournable ESP Snakebyte et récemment l'ESP Vulture[2]
Il possède également deux guitares en bois naturel de forme explorer « Ken Lawrence » fabriquées par le luthier du même nom. Il utilise également deuxFlying V à flammes vertes et rouges. Il a sorti trois modèles signature de type "eclipse" (formeGibson Les Paul) chez ESP[3] : la « Truckster » version noire et used grey ainsi que la "iron cross" (modèle repris par la marque ESP car customisée par James durant la période "St Anger" sur base d'une gibson Les Paul).
James Hetfield est marié à Francesca et père de trois enfants. Le couple divorce en après 25 ans de vie commune.
Quand il n'écrit pas ni ne joue de la musique, Hetfield affectionne une quantité de sport d'extérieurs, tels que la chasse, leskateboard, lesnowboard, lamotomarine (jet-ski), mais aussi travailler dans son garage à fabriquer et customiser ses voitures et motos, ou encore regarder les matchs de son équipe favorite defootball américain, lesRaiders d'Oakland.
James collectionne les voitures de collections, en particulier celles de 1963, et aime travailler sur des modèles classiques américains. Parmi ses préférées, une Chevy Nova1974. Récemment, Hetfield a mis aux enchères sureBay saChevrolet Camaro de 1967, les bénéfices allant à une œuvre de charité. La voiture fut utilisée dans le clip deI Disappear.
Il connaît des problèmes d'addiction, entre autres à l'alcool, ce qui l'a conduit en cure de désintoxication en, provoquant un report de la tournée de son groupe enAustralie et enNouvelle-Zélande[7].
Il a joué en 2024, le rôle de Simon Deasy dans le western Canadien "The Thicket" ou "Du sang dans la neige" en version Française.