Thomas Jeffrey Hanks est né le 9 juillet 1956 à Concord en Californie. Il a 5 ans lorsque ses parents, Amos Mefford Hanks et Janet Marylin Frager, divorcent. Il a deux frères, Larry et Jim et une soeur Sandra. La fratrie connaît une enfance instable, la famille se décompose et se recompose au gré des remariages et déménagements de leur père, chef cuisinier. A l'école, le petit garçon, très timide, se réfugie dans ses disciplines de prédilection, le sport et le théâtre. Ses professeurs qui décèlent en lui un véritable talent pour la comédie l'encouragent à suivre cette voie. Le théâtre est un véritable échappatoire, il s'inscrit à des cours d'art dramatique.
Sur les bancs de l'université de Sacramento en Californie, il fait la rencontre de Vincent Dowling, metteur en scène. Celui-ci lui propose de rejoindre la troupe du Great Lakes Shakespeare Festival de Cleveland. Parallèlement, il est contraint de cumuler les petits boulots (bagagiste dans un hôtel, vendeur de pop corn) pour payer ses factures.
Au début des années 80, après cette première expérience théâtrale, c'est une sitcom, Bosom Buddies, dans laquelle il décroche un rôle, qui lui apporte un début de reconnaissance. Il fait ensuite une apparition dans la série Happy Days, et rencontre sur le tournage Ron Howard. Heureux hasard, le réalisateur alors débutant prépare une comédie, Splash, et auditionne Tom Hanks à qui il confie le premier rôle. La sirène incarnée par Daryl Hannah lui porte chance, le film est un véritable succès et la carrière du jeune acteur est lancée. Il poursuit ensuite dans ce registre et tourne plusieurs comédies (Le Palace en folie, Une baraque à casser, Big…).
L'acteur, qui aspire à des rôles plus dramatiques, amorce un tournant dans sa carrière dans la décennie 90. Malgré l'échec du film Le Bûcher des vanités de Brian De Palma, l'acteur persévère dans cette voie. La consécration arrive avec son interprétation d'un avocat homosexuel atteint du sida face à Antonio Banderas dans Philadelphia (1993), qui lui vaut l'Oscar du meilleur acteur. L'année suivante il réalise l'exploit de rafler un deuxième Oscar du meilleur acteur pour son rôle dans Forrest Gump. L'acteur enchaîne les films à succès; Apollo 13 (1995), Il faut sauver le soldat Ryan (1998) et La ligne verte (1999).
En 2000, pour préparer le rôle d'un naufragé sur une île déserte dans Seul au monde, il perd une vingtaine de kilos. Sa métamorphose physique spectaculaire lui permet de décrocher le Golden Globes du meilleur acteur. L'acteur cultive les amitiés professionnelles et retrouve régulièrement ses réalisateurs fétiches; Steven Spielberg (Il faut sauver le soldat Ryan, Arrête-moi si tu peux, Le terminal), Robert Zemeckis (Forrest Gump, Seul au monde, Le Pôle express). En 2006, c'est Ron Howard le réalisateur de ses débuts qu'il rejoint pour tourner le Da Vinci Code. En 2009, le tandem tourne la deuxième adaptation d'un roman de Dan Brown, Anges et Démons. En 2013, il est à l'affiche de Capitaine Phillips de Paul Greengrass. Il prête ses traits à Walt Disney qu'il incarne Dans l'ombre de Mary de John Lee Hancock en 2014.
Tom Hanks endosse une nouvelle casquette et se lance dans la réalisation. En 1996, il tourne une comédie sur un groupe de rock des années 60, That thing you do ! Puis il expérimente un nouveau format avec des mini-séries; De la terre à la lune (1998) sur la conquête spatiale américaine – Tom Hanks est membre de la National Space Society -, et Frères d'armes (2001) sur la seconde guerre mondiale, co-produite par Steven Spielberg. Il récidive avec la réalisation d'un deuxième long-métrage en 2011, Il n'est jamais trop tard, avec Julia Roberts en tête d'affiche. Malheureusement le film reçoit un accueil critique très mitigé.
Le 5 janvier 2020, lors de la cérémonie des Golden Globes, il reçoit le prix d'honneur Cecil B. DeMille pour l'ensemble de sa carrière.
Le 12 mars 2020, alors qu'il est en Australie pour préparer un tournage, l'acteur révèle qu'il a été testé positif au coronavirus, ainsi que son épouse.
En juin 2022, l'acteur fait son retour sur grand écran à l'affiche du biopic Elvis, réalisé par Baz Luhrmann. En mai 2023, il est à l'affiche du film Astéroïd City de Wes Anderson, avec Adrien Brody, Tilda Swinton et Margot Robbie. Le film est présenté en compétition au Festival de Cannes.
Côté vie privée, Tom Hanks se marie avec Samantha Lewes en janvier 1978. Le couple a deux enfants; Colin (né en 1977) et Elizabeth (née en 1982) mais divorce en 1987. Il rencontre ensuite l'actrice Rita Wilson avec laquelle il est marié depuis le 30 avril 1988. Ensemble ils ont deux enfants; Chet (né en 1990) et Truman Theodore (né en 1995).