Heathcliff Andrew Ledger naît le 4 avril 1979 à Perth, en Australie. Son père, Kim Ledger, est ingénieur, suivant la tradition familiale. Sa mère, Sally Ledger (née Ramshaw), est issue du clan Campbell d'origine écossaise et est professeur de français. Ses parents le nomment Heathcliff en référence au Heathcliff du livre Les Hauts de Hurlevent d'Emily Brontë, comme ils avaient nommé leur fille Catherine quatre ans plus tôt en référence à la Catherine Earnshaw du livre. À l'âge de dix ans, ses parents divorcent et donnent chacun naissance à une fille lors de leur second mariage.
Pendant dix ans, il suit ses études au lycée de Guildford Grammar où il exerce diverses activités sportives et artistiques. Excellent sportif, il joue au cricket et au football australien mais se démarque particulièrement en hockey sur gazon où il reçoit plusieurs récompenses. En dehors de l'école, il pratique également le surf, la pêche et le skateboard ; avec son père, il pratique plusieurs sports moto, participe à des courses de speedway et gagne plusieurs titres junior en karting,. Passionné d'échecs, il remporte le titre de champion junior d'Australie-Occidentale à dix ans,. Fan de
Gene Kelly, il apprend tout seul à danser comme son modèle, et devient en 1996 le chorégraphe d'une équipe de soixante danseurs de Guildford Grammar avec lesquels il obtient un très bon classement au concours national du Rock Eisteddfod Challenge avec leur spectacle Fashion Frenzy.
Parallèlement, il débute sur scène à l'âge de dix ans en rejoignant la Globe Shakespeare Company, une compagnie de théâtre du coin dans laquelle il avait vu sa soeur jouer, et joue le rôle principal dans une pièce sur
Peter Pan. À Guildford Grammar, il décide de choisir la matière « théâtre » en option, bien que plusieurs de ses professeurs tentent de l'en dissuader. En relation avec l'agent de sa soeur, il apparait dans deux productions filmées à Perth : le film Clowning Around en 1992 et la série Ship to Shore en 1993 mais ne compte pas encore réellement devenir acteur professionnel. En 1995, sa carrière d'acteur se précise lorsqu'il joue son premier véritable rôle en incarnant Snowy Bowles dans la série Sweat, également filmée à Perth. Sur le plateau, Ledger rencontre
Martin Henderson, un autre acteur de la série, qui lui propose de l'accompagner à Sydney, la ville où il habite, pour tourner dans de plus grosses productions. Bien qu'hésitant, Ledger accepte et part séjourner un temps chez Henderson pour découvrir le milieu du cinéma, de la télévision et du théâtre.
En 1996, âgé de seize ans, Ledger quitte le lycée dès l'obtention de son diplôme avec son meilleur ami, Trevor DiCarlo, et repart à Sydney pour tenter sa chance dans le cinéma. Une fois là-bas, il loue un appartement à Bondi avec Henderson et DiCarlo pendant un an. Il décroche un petit rôle dans le film Blackrock puis dans Paws. Il joue également le rôle de Scott Irwin dans plusieurs épisodes de la série Home and Away mais le début du succès commence avec la série Roar.
Série américaine tournée au Queensland, Roar est une série de fantasy dans laquelle Ledger incarne Conor, le rôle principal. Même si la série s'arrête rapidement faute d'audience aux États-Unis, Ledger y fait la connaissance de l'actrice américaine
Lisa Zane, soeur de
Billy Zane, de dix-huit ans son ainée, avec qui il débute une liaison. Grâce au battage médiatique de la Fox pour la série, Ledger trouve un agent américain et suit Lisa Zane lorsqu'elle retourne à Los Angeles. Mais là-bas, il ne trouve aucun travail. Finalement, il obtient le premier rôle dans le film australien
Two Hands de Gregor Jordan, sorti en 1999. De retour à Hollywood, il apparaît dans le film
10 bonnes raisons de te larguer, où il partage la vedette avec
Julia Stiles, qui obtient un large succès aux États-Unis et au Canada.
En 2001, Heath Ledger joue le premier rôle dans la fiction anachronique
Chevalier de
Brian Helgeland qui obtient un fort succès. Le tournage a lieu à Prague, où il rencontre l'actrice
Heather Graham, qui était en train de tourner From Hell de son côté. La même année, il obtient le ShoWest Award du meilleur espoir masculin pour sa performance dans The Patriot, le chemin de la liberté, où il joue aux côtés de
Mel Gibson. En 2002, il apparait en vedette dans le film historique The Four Feathers de Shekhar Kapur. Il partage l'affiche avec
Wes Bentley qui est censé enchaîner immédiatement avec le tournage du thriller À l'ombre de la haine de
Marc Forster mais qui aimerait prendre un peu de repos. Bentley propose alors à Ledger de le remplacer dans ce film.
En juin 2001, il rompt avec
Heather Graham et débute une liaison avec le mannequin Christina Cauchi. Il vit à New York, dans le quartier West Village. Il se rend à Rome pour tourner dans un autre film de
Brian Helgeland,
Le Purificateur, avec une partie de l'équipe de
Chevalier. Il retourne ensuite en Australie pour jouer le rôle principal de Ned Kelly de Gregor Jordan. Dans l'intervalle, il quitte Christina Cauchi pour
Naomi Watts, la co-vedette du film. Le film reçoit néanmoins un assez faible écho en dehors de l'Australie.
Ses relations avec
Heather Graham et Naomi Watts lui amènent l'attention de la presse people. En 2003 il est sacré « homme de l'année » par le magazine australien Gentlemen's Quarterly, dans la catégorie acteurs. Ledger n'est cependant pas à la recherche de la célébrité, il n'est pas intéressé par le rôle de
Spiderman (2002) et refuse le rôle principal du péplum Alexandre d'
Oliver Stone sorti en 2004. À la place, il varie les rôles en tournant dans des films comme
Les Seigneurs de Dogtown de
Catherine Hardwicke, Les Frères Grimm de
Terry Gilliam aux côtés de
Matt Damon ou Candy de Neil Armfield.
En 2005, il interprète Ennis del Mar, un cow-boy bisexuel, dans
Le Secret de Brokeback Mountain d'
Ang Lee, aux côtés de
Jake Gyllenhaal. Le succès du film est conséquent et la prestation de Ledger lui vaut plusieurs récompenses ainsi qu'une nomination à la 78e cérémonie des Oscars dans la catégorie du meilleur acteur. Pendant le tournage, il rencontre sa compagne, la comédienne Michelle Williams qui donne naissance à leur premier enfant, Matilda-Rose, quelques mois plus tard. Il joue ensuite le rôle de Casanova au côté de
Natalie Dormer dans Casanova de Lasse Hallström.
En 2007, il est l'un des interprètes de
Bob Dylan dans le film I'm not there (2007) mais surtout, il succède à
Jack Nicholson dans le rôle du Joker dans The Dark Knight: Le Chevalier noir (2008), sixième aventure de
Batman au cinéma (mais deuxième volet de la saga amorcée par
Christopher Nolan). Le film devient le deuxième film américain le plus lucratif en salle de toute l'histoire des États-Unis. Heath Ledger débute ensuite le tournage de L'Imaginarium du docteur Parnassus, de
Terry Gilliam.
Alors que le tournage de L'Imaginarium du docteur Parnassus est loin d'être terminé (il reste trois semaines de tournage à Vancouver sur du fond bleu), Heath Ledger meurt chez lui, dans le quartier de SoHo, au 421 Broome Street, le 22 janvier 2008, à New York, à l'âge de 28 ans, victime d'une intoxication aiguë due aux effets combinés de six médicaments, dont des antidépresseurs, des analgésiques, et des anxiolytiques. Il repose désormais dans le cimetière de Karrakatta à Perth, Australie.
Ses funérailles ont été menacées par l'Eglise baptiste de Westboro. Heath Ledger aurait "défié Dieu" en soutenant les homosexuels par sa participation au film Brokeback Mountain.
Au début du mois d'août 2008, les procureurs fédéraux américains décident de ne pas donner suite à l'enquête criminelle portant sur la façon dont Heath Ledger s'était procuré les médicaments qui ont causé sa mort.
Pour son interprétation du Joker dans The Dark Knight, Ledger obtient en 2009, à titre posthume, les trois récompenses du cinéma : un Golden Globe, un BAFTA et un Oscar (en tant que meilleur acteur dans un second rôle). C'est la deuxième fois seulement dans l'histoire de la cérémonie des Oscars qu'un acteur reçoit la statuette à titre posthume, le premier étant
Peter Finch pour son travail dans Network en 1977 (en tant que meilleur acteur).
James Dean, lui, avait été nommé mais non récompensé à deux reprises à titre posthume.