Jackson DeForest Kelley lahir di Toccoa, Georgia, dari pasangan Clora (Casey) dan Ernest David Kelley. Ia menyelesaikan sekolah menengah pada usia 16 tahun dan mulai bernyanyi di gereja Baptist tempat ayahnya menjadi pendeta. Pada usia 17 tahun, ia melakukan perjalanan ke California untuk mengunjungi pamannya di Long Beach dan memutuskan tinggal selama satu tahun.

Setelah kembali ke rumah, Kelley mengumumkan niatnya untuk pindah ke California dan menjadi aktor. Ibunya mendukungnya, tetapi ayahnya kurang setuju. Di California, ia ditemukan oleh pencari bakat Paramount saat bekerja di film pelatihan Angkatan Laut Amerika Serikat. Ia menjadi pemeran karakter yang andal, sering di film Western, dan terkenal ketika mendapatkan peran sebagai Dr. Leonard 'Bones' McCoy di serial televisi Star Trek (1966).

Setelah sukses di serial tersebut, Kelley mengulang perannya di berbagai film Star Trek seperti Star Trek: The Motion Picture (1979) dan enam film lainnya hingga tahun 1991. Ia dikenal sebagai aktor yang mampu memerankan karakter beragam dan menjadi ikon di dunia sci-fi. Kelley meninggal karena kanker perut di rumahnya di Woodland Hills, Los Angeles, pada 11 Juni 1999, pada usia 79 tahun.