Дж. Р. Лоуэлл родился в одной из стариннейших семей Новой Англии. По своему воспитанию и эстетическим взглядам был англофилом. Образование получил в Гарвардском университете, писать стихи начал ещё в студенческие годы. В 1841 году выходит его первый поэтический сборник «Год жизни и другие поэмы»; через три года вышла поэтическая антология, подтвердившая репутацию Лоуэлла как талантливого лирического поэта.
В 1844 году Дж. Р. Лоуэлл вступает в брак с Мартой Уайт, девушкой из аристократической бостонской семьи, сестрой своего школьного товарища. Под влиянием жены Лоуэлл начинает выступать за отмену рабства в США и пишет на эту тему многочисленные статьи и эссе. В то же время в своих политико-социальных взглядах он остаётся на консервативных позициях.
Пользуясь огромной популярностью как поэт, Дж. Р. Лоуэлл издаёт в середине XIX столетия (в том числе анонимно) сборники сатирических стихотворений и поэм, посвящённых злободневным темам своего времени, высмеивает в них различных известных политических деятелей, литераторов и литературных критиков. Один из стихотворных циклов был им написан на простонародном диалекте янки.
С 1855 года Лоуэлл — профессор английской литературы в Гарвардском университете. С 1857 он издаёт литературный журнал The Atlantic Monthly. После окончания Гражданской войны в США выступает в основном как эссеист и литературный критик.
В период с 1877 по 1880 год Дж. Р. Лоуэлл занимает должность посла США в Испании. С 1880 по 1885 год — посол США в Великобритании. В 1885 вернулся на родину.