1983 tarihinde Avustralya, Melbourne'de doğan Chris Hemswort, hLuke Hemsworth ve Liam Hemsworth adındaki kardeşi de oyuncudur. Avustralya, Sidney'de Amerikan İngilizcesi ile oyuncu yetiştiren Screenwise Film & TV Okulu'nda okudu.
Çeşitli dizi filmlerde rol aldıktan sonra ilk defa 2009 yılında "Star Trek" filmiyle sinema dünyasına adım atmıştır
Dizi için Melbourne'dan Sydney'e taşındı, 2005 yılında Home and Away dizisindeki Kim Hyde rolü ile Avustralya'da en iyi genç erkek yetenek dalında Logie Ödülü aldı.
2011 yılında Marvel Comics'in süper kahramanı Thor'u canlandırdığı "Thor" filminde oynadı. Ayrıca 2012'de vizyona giren The Avangers filminde tekrar Thor'u canlandırdı.
Chris Hemsworth, 26 Aralık 2010 tarihinde oyuncu Elsa Pataky ile evlendi. India Rose Hemsworth adında bir kız çocukları vardır.