คริส เฮมส์เวิร์ธ เกิดที่เมืองเมล์เบิร์นประเทศออสเตรเลีย เขาเป็นลูกคนกลาง โดยมีพี่ชายชื่อ ลุค และน้องชายชื่อ เลียม ซึ่งเป็นนักแสดงเหมือนเขา คริส เป็นนักแสดงชาวออสเตรเลีย เขาเป็นที่รู้จักกันในบทบาท เทพเจ้าสายฟ้า ธอร์ จากภาพยนตร์ของ Marvel Studios เรื่อง Thor ในปี 2011 และ The Avengers ในปี 2012
ในปี 2004 เขาได้ออดิชั่นในบทบาทของร็อบบี้ ฮันเตอร์ ของการแสดง Australian soap opera ที่มีชื่อว่า Home and Away แต่เขาไม่ได้รับการคัดเลือก หลังจากนั้นได้ไม่นานเขาถูกเรียกกลับไปเพื่อรับบทเป็น คิม ไฮด์ ใน Home and Away จนทำให้เขาต้องย้ายไปอยู่ที่ซิดนีย์ เขาได้เลิกรับบทเดิมนี้ในปี 2007 หลังจากนั้นในปี 2009 เขาได้ถูกคัดเลือกให้รับบทเด่นในภาพยนตร์ของ เจเจ อับรามส์ ที่มีชื่อว่า Star Trek และมีชื่อเสียงจากนั้นมา
ผลงานทางโทรทัศน์ของเฮมส์เวิร์ธ ได้แก่ Guinevere Jones (2002), Neighbours (2002), The Saddle Club (2003), Dancing with the Stars (2006) ส่วนทางด้านภาพยนตร์ ผลงานเรื่องอื่น ๆ ของเฮมส์เวิร์ธ ได้แก่ A Perfect Getaway (2009), Ca$h (2010), The Cabin in the Woods (2012), Snow White and the Huntsman (2012), Rush (2013) และ In the Heart of the Sea (2014) เป็นต้น