Lahir 13 Januari 1990 di Melbourne, Australia, anak bungsu dari 3 bersaudara ini menghabiskan masa kecilnya bermain selancar di Pulau Phillip. Adik dari aktor "Thor" , Chris Hemsworth, ini tumbuh sebagai remaja yang menghabiskan waktu luangnya sebagai tukang tekel.
Karir Liam di dunia hiburan dimulai dengan debutnya sebagai Josh Taylor di opera sabun berjudul "Neighbours" (2007). Dalam peran perdananya tersebut, Liam beradu akting dengan kakaknya Luke Hemsworth. Pada saat itu peran yang ia bawakan adalah seorang peselancar yang harus kehilangan kedua kakinya akibat kecelakaan. Pasca-sukses dengan peran pertamanya, Liam juga dipercaya membintangi beberapa peran di serial TV Australia lainnya, "Macleod's Daughters" dan "The Elephant Princess".
Berhasil di Australia, tawaran dari Hollywood pun sampai pada Liam. Aktor yang kini berusia 23 tahun tersebut pergi ke Los Angeles, California, untuk proses audisi film garapan Marvel Comics, "Thor". Meskipun pada akhirnya sang kakak, Chris Hemsworth, yang mendapatkan peran tersebut, Liam tetap mendapat peran di film lain. Ia membintangi film Nicholas Cage, "The Knowing" dan berperan sebagai mahasiswa MIT.
Sepak terjang Liam Hemsworth dalam dunia perfilman Amerika Serikat mulai diakui ketika ia bermain sebagai Blakelee dalam film adaptasi novel Nicholas Sparks, "The Last Song".
Setelah "The Last Song", karir Liam di industri perfilman Hollywood semakin melejit. Hal tersebut terbukti dari peran Gale Hawthorne di film "The Hunger Games" yang ia dapatkan. Film yang meraup keuntungan besar dengan terjual senilai USD 690 million (Rp 7,9 triliun) tersebut membuat nama Liam Hemsworth semakin dikenal orang di dunia. Ia juga terpilih membintangi proyek layar lebar seperti "The Expendables 2", "Paranoia" dan film kedua dari seri "Hunger Games", "The Hunger Games: Catching Fire".
Popularitasnya di layar lebar membuat kehidupan pribadi Liam menuai sorotan media. Ia sempat menjalin hubungan serius dengan Miley Cyrus, lawan mainnya di "The Last Song". Setelah sempat putus sambung, Liam dan Miley bertunangan 31 Mei 2012.
Sayangnya sikap liar Miley membuat Liam berubah pikiran. Hubungan asmara mereka semakin renggang setelah Miley beberapa kali pamer foto seksi dan tampil terlalu vulgar baik di video musik ataupun saat manggung.
Liam juga sempat diisukan dengan January Jones ketika masih berstatus sebagai tunangan Miley. Akhirnya, pertunangan Liam dan Miley berakhir September 2013. Liam memilih dekat dengan aktris dan penyanyi muda Meksiko, Eiza Gonzalez. Sedangkan Miley tampak mesra dengan produser musiknya, Mike WiLL Made It.