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Né à Dumbarton, sa famille déménage ensuite à Clydebank, avant de s'établir définitivement à Cumbernauld, toutes deux situées aussi en Écosse. Il commence sa carrière à l'âge de 11 ans, en formant un groupe nommé The Jaygars à Cumbernauld, avec son frère Jack à la batterie. Ils accompagnent des groupes qui passent dans le secteur comme The Who. Le groupe change de nom pour devenir One In a Million. Ils sortent deux singles, Use Your Imagination/Hold On et Fredereek Hernando/Double Sight avant leur éclatement en 1968. Double Sight, du titre de la face B de leur deuxième single et qui est une compilation, est éditée en 2009.
En 1969, il fonde Thunderclap Newman. Avec l'aide de Peter Townshend, qui joue la basse et les produit sous le pseudonyme de "Bijou Drains", ils sortent la chanson Something in the Air. Ils lancent peu après l'album Hollywood Dream, toujours produit par Townshend. De janvier jusqu'à la mi-, le groupe fait une tournée en Angleterre, en Écosse, en Hollande et en Scandinavie avant d'être dissout à la fin avril de cette année.
En , Jimmy part en tournée avec John Mayall & The Bluesbreakers en Angleterre et en Allemagne.
Il fonde ensuite le groupe Bent Frame, qu'il renomme assez rapidement Jimmy McCulloch Band. Il compose quelques chansons, mais il est vite appelé à rejoindre Stone the Crows, avec la chanteuse Maggie Bell, en juin 1972 pour remplacer le guitariste Leslie Harvey qui s’est électrocuté sur scène. En 1973, il intègre le groupe Blue, puis se joint à la formation Tundra.
Lorsque Paul McCartney projette d'enregistrer un nouvel album avec sa femme Linda, le guitariste Denny Laine et leur groupe Wings, pour faire suite au succès de Band on the Run, il fait appel à Jimmy. Avec eux, il compose la musique des chansons Wino Junko et Medicine Jar, Colin Allen ancien batteur de Stone the Crows en écrit les paroles. Il est ironique de noter que la chanson Medecine Jar est une chanson contre la drogue, étant donné les raisons de son décès prématuré. Ils restent trois ans avec eux soit d' à , enregistrant 1 single, 3 albums studios et un live avant de les quitter.
Pendant sa période avec les Wings, McCulloch a aussi formé White Line avec son frère Jack à la batterie et Dave Clarke à la basse, claviers et chant. Ils jouent plusieurs concerts impromptus et sortent un single, intitulé Call My Name/Too Many Miles. Un album de 13 titres, White Line - Complete, est édité en 1994 sur le label Clarke's Mouse Records. Jimmy McCulloch et White Line apparaissent sur le programme de télévision britannique "Supersonic", le . En outre, McCulloch enregistre et produit deux titres inédits de The Khyber Trifles, Borrowed Time et Any Way, il joue d'ailleurs occasionnellement avec eux à Londres et dans leur ville natale de Glasgow. Enfin, il joue la guitare sur l'album de Roy HarperBullinamingvase, en compagnie de Paul et Linda McCartney aux chœurs, ainsi que sur celui de Ricci Martin Beached, en 1977.
Au début de 1978, McCulloch forme le groupe Wild Horses avec Brian Robertson, Jimmy Bain et Kenney Jones, où il ne reste que peu de temps et n'enregistre donc pas avec eux. Et en 1978 toujours, McCulloch se joint aux Small Faces, reformés avec l'ex-guitariste chanteur de Humble PieSteve Marriott, le claviériste Ian McLagan, le bassiste Rick Wills et le batteur Kenney Jones, pour leur deuxième album 78 in the Shade. il joue la guitare sur deux chansons chansons de cet album, mais devant le manque d'intérêt du public le groupe se sépare la même année. En 1979, McCulloch rejoint The Dukes.
McCulloch joue habituellement sur une guitare Gibson SG et une Gibson Les Paul. Alors qu'il est avec les Wings, il lui arrive de se partager la basse avec le guitariste Denny Laine, lorsque McCartney est au piano ou à la guitare.
Le , James est trouvé mort par son frère Jack dans sa maison de Maida Vale à Londres ; une autopsie pratiquée sur son corps révèle qu'il est décédé d'insuffisance cardiaque due à une absorption simultanée de morphine et de whisky. Il n'est alors âgé que de 26 ans.
Discographie
One in a Million
Singles :
1967 : Use Your Imagination/Hold On
1967 : Fredereek Hernando/Double Sight
Compilation :
2008 : Double Sight
Thunderclap Newman
Singles :
1969 : Something in the Air/Wilhelmina
1970 : Accidents/I See It All
1970 : The Reason/Stormy Petrel
1970 : Wild Country/Hollywood Dream
Album :
1969 : Hollywood Dream - Peter Townshend, basse et production.
Compilation :
2010 : Beyond Hollywood - Compilation studio/live.
Stone The Crows
Album studio :
1972 : Ontinuos Performance - Jimmy guitare sur 2 chansons, Good Time Girl & Sunset Cowboy.
Album live :
2008 : Live Crows 1972/73 1 CD + 1 DVD - Jimmy joue sur le DVD exclusivement.
Compilations :
1973 : Stone The Crows Featuring Maggie Bell - Jimmy sur deux chansons, On The Highway & It Ain't Easy.
1975 : The Greatest Rock Sensation - Distribution allemande exclusivement.
1976 : Stone The Crows - Sur deux chansons, Good Time Girl & On The Highway.
1999 : The Very Best Of Maggie Bell & Stone The Crows
2009 : Radio Sessions 1969-72 2 CD - Jimmy guitare sur 16 chansons.
2015 : Stone The Crows / Ode To John Law
2015 : Teenage Licks / Ontinuous Performance - Joue sur 17 chansons.
Wings
Single :
1974 : Junior's Farm/Sally G
Albums studio :
1975 : Venus And Mars
1976 : Wings at the Speed of Sound
1978 : London Town
Album live :
1976 : Wings over America - 2 CD
Jimmy McCulloch & White Line
1976 : Call My Name/Too Many Miles - Single
Small Faces
1978 : 78 in the Shade - Jimmy à la guitare sur Thinking About Love & You Ain't Seen Nothing Yet
The Dukes
1979 : The Dukes
Participations
1972 : John Entwistle : Whistle Rymes - Jimmy sur deux chansons, Apron Strings & I Feel Better avec Peter Frampton.
1973 : Speedy Keen : Previous Convictions
1973 : Brian Joseph Friel : Brian Joseph Friel - Joue sous le pseudonyme The Phantom.