Марк Ричард Хэмилл родился 25 сентября 1951 года в приморском городе Окленд, в Калифорнии. Его отец, Уильям Хэмилл, был образцовым офицером, капитаном ВВС США. Мать, Сьюзанн Хэмилл, - домохозяйкой. Сложная работа отца заставляла семью постоянно менять место жительства, поэтому будущий актёр успел пожить и в Виргинии, и в Нью-Йорке, и даже в Японии, где он закончил школу.
Поскольку Марк был лишь одним из семи детей в семье, родители уделяли мало времени его воспитанию, позволяя ребёнку заниматься всем, что ему было интересно.
Марку особенно нравилось находиться в центре внимания, развлекать публику. Больше всего он тяготел к искусству. В шесть лет, когда отец взял его с собой в командировку в Нью-Йорк, мальчик всю неделю пропадал в театре. На военной базе в Японии, где кино для семей военных бесплатно показывали каждый день, Марк не пропустил ни одной премьеры. Он даже прошёл прослушивание на съёмки фильма, но, дойдя до финала, роли всё же не получил.
Кроме этого, мальчику всегда нравилось мастерить, конструировать, делать что-то своими руками. В 12 лет Марк участвовал в школьной театральной постановке, помогая в изготовлении декораций. Один из маленьких актёров опоздал к началу спектакля, и Марка попросили заменить его, выйдя на сцену. Так, даже не зная слов, Хэмилл получил свою первую роль.
В 1969 году, на свадьбе старшего брата, Марк знакомится с композитором Майклом Фрэнксом, который написал пьесу для небольшого голливудского театра. Фрэнкс приглашает семнадцатилетнего парня принять участие в постановке.
«Daily News», 1981: «Всё началось с этой пьесы. Мы поставили её в маленьком театре в Голливуде в августе, а к Рождеству у меня уже был агент. Тогда я жил в сарае, который снимал за 55 баксов в неделю и, чтобы не попасть в армию, учился в колледже».
В театральный колледж Хэмилл поступил сразу после школы. А театральный агент заметил его на выпускном спектакле. Девятнадцатилетнего Марка пригласили на роль в телепроекте «Шоу Билла Косби». Парня заметили и оценили. Затем последовали роли в различных телесериалах, пока Джордж Лукас не занял актёра в фантастической саге «Звёздные войны».
11 января 1977 года трагическое событие чуть не стало роковым в карьере актёра. Лукас собирался переснять несколько сцен «Звёздных войн», но лететь в Тунис, где проходили съёмки ранее, не было смысла. Было принято решение работать в Долине Смерти, которая напоминала тунисскую пустыню. Марк Хэмилл ехал к месту съёмок и уснул за рулём. Его машина перевернулась, и он вылетел на обочину через лобовое стекло. Актёр остался жив, но перенёс несколько тяжёлых пластических операций на лице. Чтобы закончить картину, Лукас работал с дублёром на дальних планах, а для крупных использовал ранее отснятый материал.
Швы Хэмиллу сняли лишь за неделю до премьерного показа «Звёздных войн». Искушённый зритель может заметить, что его новое лицо несколько отличается от прежнего.
Перенесённые потрясения на некоторое время привели актёра к психологической травме. Долгое время он не мог уговорить себя сесть за руль автомобиля, но постепенно стресс прошёл, и уже в следующем новом фильме Хэмилл лихо ведёт машину.
Отдыхая от актёрских работ в кино, Марк принимает приглашения на озвучивание мультипликационных персонажей. Это становится его хобби. За свою карьеру он подарил свой голос героям более двухсот мультфильмов. Самый известный — это голос Джокера в сериалах про Бэтмена.
Хэмилл рвётся играть разные роли, стараясь быть многоплановым актёром, но агенты не особо радуют его. В Хэмилле продолжают видеть Люка Скайуокера. После первого опыта в «Звёздных войнах» последовал приключенческий фильм «Лето в поисках „Корвета“» М. Роббинса. Затем военная драма «Большая красная единица» С. Фуллера, где Марк играет снайпера-новичка.
В начале 1980-х Хэмилл принимает участие в лёгком мюзикле «Ночь, когда погасли огни в Джорджии», для роли в котором ему пришлось потолстеть на 11 килограммов. В следующем фильме, фантастическом боевике «Поток», актёр пытается доказать, что может играть и серьёзные драматические роли.
1990-е годы оказываются для актёра более плодотворными и в плане количества ролей, и по части их значимости. Зрители тепло приняли Хэмилла в триллере «Ночной попутчик», военной драме «Поверженные» испанского режиссёра Хесуса Франко. Затем следует череда менее удачных фильмов, среди которых фильм-комикс «Гайвер», мистическая мелодрама «Любовь и магия», роль-камео в фильме ужасов «Лунатики». Серьёзные и комедийные роли в фильмах «Бегущий во времени», «Лотерея», «Деревня проклятых».
В середине 1990-х годов Хэмилл играет роль коммодора, а затем полковника Кристофера Блэра (Christopher Blair), главного героя серии компьютерных игр Wing Commander, выпущенных фирмой Origin.
В 1998 году у Марка появляется новая возможность блеснуть в фантастическом фильме. Шведский режиссёр Харальд Цварт (англ.)русск., большой поклонник «Звёздных войн», снимает фильм «Гамильтон» с Петером Стормаре, в котором Хэмиллу отводится роль злодея-американца.
Среди последних удачных работ актёра в кино — участие в молодёжной комедии «Джей и Молчаливый Боб наносят ответный удар», в которой он играет персонажа комикса по кличке «Хренобой», а также серьёзная роль в фильме «Спасибо, спокойной ночи» о музыкальной группе, где Хэмилл сыграл отца одного из музыкантов.
По словам самого Хэмилла, он — «человек скромных радостей». Несмотря на бурную плодотворную деятельность в театре, кино и на телевидении, он много времени уделяет семейным заботам и радостям. Как заботливый отец, он даже посещал родительские собрания в школе детей. В последнее время Марк много рисует, смотрит кино и мультфильмы, занимается плаванием. У него неплохая коллекция игрушек и комиксов. Кроме того, Хэмилл — настоящий битломан со стажем. Ему не присуща «звёздная болезнь», поэтому актёр часто появляется на конвентах, посвящённых своим хобби, в качестве рядового члена собрания.
В 2015 году, спустя более 30 лет, Хэмилл вернулся к своей самой известной роли. Марк снова сыграл Люка Скайуокера в фильме «Звёздные войны: Пробуждение силы». Его появление на экране ограничилось всего несколькими секундами. Ожидается, что в VIII эпизоде, который выйдет на экраны в декабре 2017 года, роль Хэмилла будет более существенной. По словам актёра, его персонаж будет сильно отличаться от прежнего Люка Скайуокера.