出生并在墨尔本长大，后与家人移居到菲利浦岛。克里斯的兄弟Luke和Liam都是演员，并在澳大利亚的长寿电视剧《邻居们》中扮演Nathan Tyson和Josh Taylor。克里斯在墨尔本的希斯蒙特中学读书。2006年6月之前他都与电视剧《聚散离合》中的女配角Isabel Lucas恋爱。
　　2004年，克里斯为《聚散离合》中的角色Robbie Hunter试镜但最终失败，但他意外地得到扮演同剧中Kim Hyde的机会。之后他移居悉尼，加入剧组。克里斯还参加了澳大利亚Seven电视台的明星真人秀节目《Dancing with the Stars》。他于2007年7月3日离开《聚散离合》剧组。他获得过两次洛杰奖(澳洲最权威的电视奖项)提名，并于2005年因《聚散离合》中的角色拿下“最受欢迎新人奖”。
　　2008年，克里斯在肖恩·宾主演的小成本惊悚片《现金！》中担当男二号，之后又在2009年的科幻大片《星际迷航》中扮演男主角柯克的父亲乔治，还与米拉·乔沃维奇和蒂莫西·奥利芬特主演了惊悚片《一次完美的逃亡》。
　　在2011年的漫画英雄大片《雷神》中，克里斯·海姆斯沃斯担任男主角扮演“雷神托尔”，与娜塔莉·波特曼、安东尼·霍普金斯等大明星合作，而新科影后娜塔莉·波特曼在片中则扮演托尔在人间的爱人，这个角色让他走红，随后还出演了《复仇者联盟》、《雷神2：黑暗世界》。