Après avoir grandi en Californie et au Japon, Mark Hamill fait des études d'art dramatique avant d'obtenir ses premiers rôles à la télévision. Repéré par
George Lucas, qui désirait engager de jeunes acteurs inconnus sur le casting de
Star Wars, il acquiert un statut de star. Il tourne ensuite sous la caméra de
Samuel Fuller, mais un accident de voiture, peu avant le tournage de L'Empire contre-attaque, entraîne une paralysie faciale qui limite son jeu d'acteur. Dans le très décrié Star Wars Holiday Special, les lésions sur le visage d'Hamill sont visibles car cela faisait quelques semaines seulement qu'il avait eu son accident.
La popularité de son personnage de héros galactique bride sa carrière, et après quelques petits films, Hamill disparaît de la scène cinématographique pendant toutes les années 1980 pour se consacrer au théâtre où il joue notamment la pièce Amadeus. Au début des années 1990, il fait de nombreuses apparitions dans des séries B honnêtes (Carpenter) ou plus souvent de piètre qualité, avant de trouver une nouvelle carrière dans le doublage de dessins animés et de jeux vidéo. Il est aujourd'hui l'une des « voix » les plus recherchées d'Amérique, avec notamment la voix du Joker dans l'adaptation animée de
Batman.