Nació el 11 de agosto de 1983 en Melbourne, Victoria, Australia.

Hijo de Leonie, profesora de inglés, y Craig Hemsworth, trabajador de servicios sociales. Es hermano de los también actores Luke Hemsworth y Liam Hemsworth. Se crió en Melbourne y en el interior de Australia, en Bulman.

Asistió a la escuela secundaria en Heathmont  y luego en Phillip Island.


En 2002, protagonizó dos episodios de la serie de televisión Guinevere Jones como el Rey Arturo. También hizo una aparición en la serie de la telenovela Neighbours y en un episodio de Marshall Law. Ganó fama en su país tras interpretar el papel de Kim Hyde en la serie Home and Away (2004). Tras 171 episodios y después de una temporada en Dancing With the Stars Australia, se trasladó a los en Estados Unidos, a la espera de su gran oportunidad.

Dos años después se hizo famoso en todo el mundo gracias al papel de Thor y por las adaptaciones cinematográficas de los cómics de Marvel como The Avengers (2012), Thor: The Dark World (2013) y Avengers: Age of Ultron (2015).

Además es reconocido por su trabajo en películas como Star Trek (2009),  en A Perfect Getaway (2009), la comedia de terror The Cabin in the Woods (2012), la película de fantasía Snow White and the Huntsman (2012), la bélica Red Dawn (2012) y la biográfica Rush (2013).

En 2015, protagonizó el filme de acción Blackhat, co-protagonizó Avengers: Age of Ultron, secuela de The Avengers, y tuvo un papel cómico en la quinta entrega de la serie de National Lampoon Vacation, y tiene un papel protagonista en la película de suspense In the Heart of the Sea. En 2017 vuelve a encarnar a Thor en su tercera entrega, Thor: Ragnarok, y otra vez, en Avengers: Infinity War (2018).


En 2011 fue nominado al premio BAFTA en la categoría de mejor estrella emergente.

Fue elegido hombre del año en 2013 y 2014 por la revista GQ y también por Empire. En 2014 fue seleccionado por la revista People el hombre vivo más sexy.

Comenzó a salir con la actriz española Elsa Pataky a principios de 2010 y se casaron en diciembre de ese año. Tienen tres hijos: India Rose, nacida en mayo de 2012, y los hijos gemelos Tristan y Sasha nacidos en marzo de 2014. *buscabiografías.com