Hannah Arterton, pe numele complet Hannah Jane Arterton, s-a născut la 26.01.1989, în Gravesend, Kent, Anglia, Marea Britanie. Mama ei, Sally-Anne (născută Heap), conducea o afacere de curățenie, iar tatăl ei, Barry J. Arterton, era muncitor /sudor în metal. Părinții ei au divorțat în timpul copilăriei sale. Hannah a crescut împreună cu sora ei mai mare, Gemma Arterton, și mama lor. Ea a spus că a fost atrasă inițial de actorie la vârsta de șapte ani, după ce a vizionat o repetiție a musicalului Vrăjitorul din Oz interpretat de The Miskin Theatre din Dartford. Străbunica ei matriliniară, de origine germano-evreiască, a fost o violonistă de concert. Hannah a studiat la Gravesend Grammar School for Girls, la Performance and Music Technology la Miskin Theatre din North Kent College și a absolvit Academia Regală de Artă Dramatică-RADA, în 2011. În timpul ultimului an la RADA, a fost distribuită de Stephen Poliakoff în piesa lui My City (2011). De asemenea, în timp ce era la RADA, Arterton a format o trupă de coveruri formată din șapte piese, The Hitmen and Her, pentru care era solistă. Această actriță și cântăreață, activă din 2011, a apărut în special în serialele de televiziune Atlantis (2013, rolul Korinna), The Five (2016), Safe (2018, rolul Emma Castle), și în filmele Walking on Sunshine (2014), Hide and Seek (2014), Burn Burn Burn (2015), We Are Tourists (2017), The Convent (2018), Peripheral (2018), Heretiks (2018), One More Shot (2024). În plan personal, Arterton este căsătorită cu Chris Hyson, un muzician și compozitor. Ei locuiesc împreună în South Norwood, Londra.