De 1901 à 1907, Walter Hampden réside en Angleterre, où il apprend le métier d'acteur de théâtre. Intégrant alors la compagnie de l'acteur et directeur de théâtre britannique Frank Benson (en) (1858-1939), il interprète surtout des pièces de William Shakespeare, le jouant notamment à Londres. De retour aux États-Unis, il entame en 1908, à Broadway, une longue carrière qui s'achève sur les scènes new-yorkaises en 1953. S'il est surtout acteur durant cette période, il est également metteur en scène et producteur, et s'illustre en particulier dans le répertoire shakespearien. Mentionnons également le rôle-titre du Cyrano de Bergerac d'Edmond Rostand, qu'il jouera plusieurs fois entre 1923 et 1936 (voir la rubrique "Théâtre" ci-dessous). De plus, en 1925, il rachète un théâtre de Broadway, le "New Colonial Theatre" et en prend la direction, le renommant au passage "Hampden's Theatre" ; il y fait jouer des pièces jusqu'en 1930, année où la Grande Dépression l'oblige à s'en séparer (renommé "RKO Colonial Theatre" en 1931, l'endroit est alors transformé en salle de cinéma).
En raison de ses activités au théâtre, Walter Hampden se tournera peu vers le cinéma, ne participant qu'à dix-huit films américains, les deux premiers (muets) en 1915 et 1917, les suivants entre 1939 et 1955, année de sa mort ; son dernier film sortira d'ailleurs plus d'un an après son décès, en 1956. Citons deux de ses rôles les plus marquants : celui de l'Archevêque de Paris dans Quasimodo (1939), aux côtés de
Charles Laughton et Maureen O'Hara ; et celui du patriarche Oliver Larrabee dans
Sabrina (1954), avec
Humphrey Bogart,
William Holden (ses deux fils, dans le film) et
Audrey Hepburn. À la télévision, il apparaît dans quelques séries, de 1949 à 1954.