Formado pela University of Salford, em Manchester, Sturgess mostrou aptidão para a música desde  pequeno, mas já aos 8 anos de idade o interesse pela arte de atuar também se manifestou durante um teste para um teatro local.

Dividido entre as duas atividades em Londres, seguiu fazendo pequenas peças e sonhando com um grande papel. Em 1994, fez uma pequena participação no drama Nunca Te Amei, de Mike Figgis, e pouco depois, aos 15 anos e já numa banda, mentia sobre a idade dos integrantes para tocar em bares, enquanto na escola suas notas só eram boas em Música e Drama.

Já em Manchester, celeiro musical de bandas famosas como Oasis, Joy Division, The Smiths, Simply Red e New Order, enquanto buscava um novo grupo, encontrou pessoas interessadas em cinema e o envolvimento acabou gerando pequenos curtas, peças e um monólogo escrito e atuado por ele, que o colocou em contato com seu primeiro agente.

Após sua primeira participação e já de volta para Londres, no ano de 2000, entrou para a banda Called Saint Faith. Ele retornaria para as telas neste mesmo ano e seguiria fazendo pequenos papéis até 2005, sempre na televisão. Ainda em 2005, faz o drama Mouth to Mouth (2005).

Ainda sobre o lado musical do ator, ele também fez parte do grupo Dilated Spies, e considera "Check Your Head" (Beastie Boys), "Pink Moon" (Nick Drake), Stone Roses (Stone Roses),"Demon Days" (Gorillaz) e "Rain Dogs" (Tom Waits), seus cinco discos prediletos.

Com problemas acontecendo com a banda em 2006, Jim vai fazer um teste para um musical e acaba surgindo nos cinemas em 2007 como um dos protagonistas do bem recebido Across the Universe, onde cantou 12 músicas dos Beatles, entre elas "With A Little Help From My Friends", "Something", "Strawberry Fields Forever", "Revolution", "All You Need Is Love" e a música tema.

No ano seguinte, divide a cena com Scarlett Johansson e Natalie Portman em A Outra (2008) e faz uso de um professor para falar melhor como um americano em Quebrando a Banca (2008). A exposição o ajuda a figurar na lista dos "30 Atores Abaixo de 30" da revista Entertainment Weekly.

Em 2009, além de atuar em Território Restrito, repete a experiência de cantar músicas da trilha sonora, além de escrever a letra de duas delas. Já em 2010, Sturgess realiza o sonho de dar voz em um personagem de animação ao interpretar Soren em A Lenda dos Guardiões.

Seu primeiro papel de maior destaque veio em 2011, ao lado de Anne Hathaway, quando estreava o romance Um Dia, baseado no best seller de David Nicholls, o qual Jim não tinha lido antes dos testes de elenco.