Chris Hemsworth s-a nascut pe 11 august 1983 in Melbourne,Australia. Mama sa, Leonie, este profesoara de engleza, iar tatal sau, Craig Hemsworth, consultant in cadrul serviciilor sociale. Mai are doi frati, unul mai mare, Luke, si unul mai mic, Liam. Ambii sunt actori.
In 2004 se prezinta la auditii pentru serialul Australian Home and Away, pentru rolul lui Robbie Hunter. Nu primeste rolul dorit, dar i se ofera rolul lui Kim Hyde. Astfel, se muta laSydney, unde aveau loc filmarile. Pana cand paraseste serialul, pe 3 iulie 2007, aparuse in 171 de episoade.
Are apariti in seriale ca: Guinevere Jones (2002), Neighbors (2002), Marshall Law (2002), The Saddle Club (2004).
Decide sa se mute in Statele Unite, pentru a-si dezvolta cariera. Odata ajuns aici, primul film pe care il filmeaza, este Ca$h, alaturi de Sean Bean. Apoi, in 2009, apare in thriller-ul A Perfect Getaway, si este tatal lui James T. Kirk, George Kirk, in prologul filmului lui JJ Abrams, Star Trek.
Atat el cat si colegul sau Tom Hiddleston au dat auditii pentru rolul Thor. Hemsworth a fost ales pentru a-l interpreta pe Zeul Tunetului, in timp ce lui Hiddleston i-a fost oferit rolul villain-ului Loki.
Isi imprumuta vocea pentru jocul video Thor: God of Thunder (2011).
Desi lansat in 2012, horror-ul The Cabin in the Woods a fost filmat la putin timp dupa lansarea lui Star Trek, in 2009. Tot in 2012 l-am putut vedea alaturi de Kristen Stewart si Charlize Theron, in Snow White and the Huntsman. Si a fost unul dintre cei sase supereroi chemati sa apere Pamantul impotriva lui Loki, in The Avengers (2012).
La sfarsitul lui 201, a fost Jed Eckert, in remake-ul filmului Red Dawn. Chris a fost anuntat ca a primit rolul lui Thor, la numai doua zile dupa ce semnase pentru Red Dawn.
Dupa o relatie de aproape doi ani (2005-2006) cu fosta sa colega din Home and Away, Isabel Lucas, de la inceputul lui 2010 este impreuna cu actrita Elsa Pataky, pe care a cunoscut-o prin intermediul agentului lor comun. Cei doi s-au casatorit in decembrie 2010 si au impreuna o fetita, India Rose, nascuta anul trecut.
In 2013 castiga People's Choice Award Favorite Action Movie Star, pentru rolurile din The Avengers si Snow White and the Huntsman.
