Después
llegaría otro éxito: junto con Natalie Wood, Sal Mineo y Denis Hooper, protagonizó a Jim Stark en Rebelde
sin Causa, dirigida por Nicholas
Ray. La popularidad de la película entre los adolescentes norteamericanos acabó
por cimentar la fama de la joven estrella, e inmortalizó la imagen del galán
vestido con chamarra de cuero montado sobre una motocicleta.

Su
última película fue Giant
dirigida por George Stevens, donde apareció junto a Elizabeth Taylor y Rock
Hudson. El filme se presentó tras el fallecimiento de Dean y le valió un premio
póstumo de la Academia. Y es que Jimmy tenía una marcada afición por los
automóviles. Durante su participación en Al Este del Edén se compró un Porsche de carreras. Bill Hickman, su
entrenador de voz en la película Giant, apodó su máquina con el mote de "Little Bastard". James había participado en las carreras de Palm
Springs y buscaba obtener un triunfo en una competición en Salinas. Pero la
suerte le jugó chueco, y el desafortunado Dean estrelló su automóvil y encontró
la muerte un 23 de septiembre de 1955. Nadie podía creer que el final de un
gigante había llegado.

James previniendo a los jóvenes sobre manejar a alta velocidad.