La transformación de James Franco en el personaje del título de la biografía de TNT, James Dean le supuso una fabulosa crítica de esas que hacen carrera, así como el Globo de Oro® a mejor actor de telefilme. Por este papel también fue nominado al Emmy® y al premio del Gremio de Actores. También es conocido por su papel como Harry Osbourne en la trilogía de Sam Raimi de Spider-Man.
Franco fue visto recientemente junto a Sean Penn en la película de Gus Van Sant, Mi nombre es Harvey Milk (Milk) donde su trabajo le supuso el premio Independent Spirit a mejor actor de reparto. También fue nominado al Globo de Oro® por su papel en la comedia de David Gordon Green, Superfumados (Pineapple Express) que protagonizó junto a Seth Rogen. También apareció últimamente en Noches de tormenta (Nights in Rodanthe) de George C. Wolfe protagonizada por Richard Gere y Diane Lane y en el filme de Paul Haggis, En el valle de Elah (In The Valley of Elah), con Tommy Lee Jones.
Acaba de completar la producción de Howl de Rob Epstein y Jeffrey Friedman y próximamente protagonizará, junto a Danny McBride, Your Highness de David Gordon Green. También fue parte del reparto de estrellas de la comedia de Shawn Levy, Noche loca (Date Night). Actualmente se encuentra trabajando en el drama de Danny Boyle, 127 Hours.
Otros de los trabajos de Franco incluyen The Dead Girl de Karen Moncrieff; An American Crime de Tommy O’Haver con Catherine Keener y Ellen Page; el clásico romántico Tristán e Isolda (Tristan and Isolde); The Great Raid de John Dahl; The Company de Robert Altman; el debut en la dirección de Nicolas Cage, Sonny; así también como Condenado (City By The Sea) junto a Robert DeNiro y la película producida por Martin Scorsese, Jóvenes salvajes (Deuces Wild). En televisión, protagonizó la muy aplaudida serie Freaks and Geeks.
Ha escrito, dirigido y protagonizado varias obras teatrales cortas. Dos de ellas fueron adaptadas a la pantalla, Fool’s Gold y The Ape, que Franco produjo, dirigió y también protagonizó. Además, escribió, dirigió y protagonizó el drama Good Time Max. Herbert White, un corto del que es guionista y director, protagonizado por Michael Shannon, debutó en el Festival de Cine de Sundance de 2010. The Feast of Stephen, también con guión y dirección de Franco, se estrenó y ganó el premio Teddy en el Festival de Cine de Berlín. Adicionalmente, Franco dirigió Saturday Night, un documental que sigue una semana de la producción de un capítulo del programa de televisión "Saturday Night Live", que se emitió este año en SXSW. El último filme con guión y dirección de Franco, The Clerks Tale, se estrenó en el Festival de Cine de Cannes este mayo. A finales de este año, Franco tiene previsto dirigir otras dos películas, una adaptación de Charles Bukowski, Ham on Rye y una biografía del poeta Hart Crane titulada The Broken Tower.