Durante gli anni ottanta, assieme al suo amico John Kessel, iniziò ad interessarsi ai dibattiti Umanismo/cyberpunk. Sebbene Kessel e Kelly fossero dalla parte degli umanisti, Kelly scrisse alcuni racconti cyberpunk tra i quali The Prisoner of Chillon (1985) e Rat (1986). Il suo racconto Solstice (1985) fu pubblicato nella raccolta Mirrorshades di Bruce Sterling.
Kelly è stato più premiato per le sue opere fantascientifiche. Nel 1995 vinse il premio Hugo per Think Like a Dinosaur e nel 1999 per 10^16 to 1.
Altre sue storie hanno vinto l'Asimov's Reader's Poll e SF Chronicle Award. È andato frequentemente in ballottaggio per il Premio Nebula, Locus Poll Award e per il Premio Theodore Sturgeon Memorial.
Kelly ha prestato servizio presso New Hampshire State Council per le Arti fino al 1998 ed è stato alla presidenza dello stesso nel 2004.
Il suo romanzo breve Burn è stato candidato al premio Hugo2006.
Feeling Very Strange: The Slipstream Anthology (coeditato con John Kessel) (Tachyon Publications, 2006), e presenta storie di Aimee Bender, Michael Chabon, Ted Chiang, Carol Emshwiller, Jeffrey Ford, Karen Joy Fowler, Theodora Goss, Jonathan Lethem, Kelly Link, M. Rickert, Benjamin Rosenbaum, George Saunders, Bruce Sterling, Jeff VanderMeer, e Howard Waldrop
(EN) James Patrick Kelly - Intervista Audio, su scifidimensions.com. URL consultato il 23 gennaio 2007 (archiviato dall'url originale il 23 luglio 2005).
(EN) Intervista SciFi.com, su scifi.com. URL consultato il 23 gennaio 2007 (archiviato dall'url originale il 25 marzo 2009).