Джеймс Уистлер родился 10 июля 1834 г. в Лоуэлле (шт. Массачусетс). Его отец, Джордж Вашингтон Уистлер, известный инженер-железнодорожник, в 1842 г. был приглашён для строительства дорог в Россию, он проектировал Николаевскую железную дорогу. В России Джеймс, среди прочего, выучил в школе французский язык и посещал Академию художеств. По возвращении в США учился в военном училище в Вест-Пойнте, но был отчислен за отставание по химии. Тогда же, в 1850-х, Уистлер начал создавать офорты, первая серия которых была опубликована в 1858 году.
В 1855 году он уехал в Париж, где учился живописи у Шарля Глейра, испытал влияние Коро и Курбе, а также прерафаэлитов. Его произведения вызвали одобрение Курбе и Бодлера, но самый крупный художественный авторитет викторианской Англии, Джон Рёскин, продолжал вышучивать их в печати.
Уистлер подал на него в суд за клевету и выиграл процесс, однако судебные издержки сделали его банкротом. В 1879 году удалился в Венецию, где в течение 14 месяцев занимался акварельными зарисовками и выполнил полсотни офортов, по возвращении в Лондон был избран президентом Общества английских художников.
Был другом французского художника Альфонса Легроса и склонил его к переезду в Англию.
В конце жизни Уистлер — один из «светских львов» лондонского общества, вращался в одном кругу с Оскаром Уайльдом и Обри Бердслеем. В оправдание своего искусства написал трактат «Изящное искусство создавать себе врагов» (1890). Художник скончался 17 июля 1903 г. в Лондоне. Похоронен на лондонском кладбище при церкви св. Николая в Чизуике.
В начале своей карьеры Уистлер удивлял современников плоскостностью и орнаментальностью изображений — в этом отразилось его раннее увлечение японским искусством. С импрессионизмом его сближало стремление запечатлеть первое поэтическое, музыкальное впечатление от предмета, будь то пейзаж или человеческая фигура. Разделяя бодлеровское учение о синестезии, Уистлер по аналогии с музыкой называл свои портреты «симфониями» и «импровизациями».
В то же время Уистлер по многим вопросам расходился с импрессионистами. Он не одобрял культ пленэра и говаривал, что «писать с натуры лучше всего дома». Ключом к живописному эффекту полотна Уистлер считал его цветовую тональность, которую подолгу обдумывал заранее, старательно смешивая краски для достижения желаемого эффекта. Созвучия тонов, по его мнению, должны соответствовать ритмам линий. В поздних произведениях, особенно «ноктюрнах» с видами Лондона, Уистлер использует крайне разведённые, по-акварельному прозрачные краски, которые передают ощущение зыбкой подвижности атмосферной среды.