Актер Чарли Ханнэм родился в британском городе Ньюкасл и с двух лет рос без отца. Его воспитывала мать-балерина, владеющая собственным бизнесом. В детстве Ханнэм, страдавший от дислексии и мизофобии, увлекался игрой в регби. Из-за участия в драках его отстранили от школы и поручили сдавать экзамены на дому. Далее он поступил в Камбрейский колледж искусств и дизайна в Карлайле и получил степень по теории и истории кино.

Свою первую актерскую роль Ханнэм получил случайно: его заметили в магазине и пригласили на пробы. Первыми сериалами актера стали «Байкер-гроув» и «Близкие друзья». В 1999 году он снялся в фильме «Что произошло с Гарольдом Смитом?» и отправился в Лос-Анджелес продолжать карьеру. Там актер снялся в нескольких фильмах и сериалах, после чего решил более избирательно подходить к выбору проектов и вернулся в Великобританию.

Наибольшую известность ему принесла роль лидера клуба байкеров в сериале Курта Саттера «Сыны анархии», вышедшем в 2008 году. Из-за занятости в драме актеру пришлось отказаться от роли Кристиана Грея в мелодраме «Пятьдесят оттенков серого».

Следующей громкой работой Ханнэма стал фантастический боевик Гильермо дель Торо «Тихоокеанский рубеж», в котором он сыграл пилота боевого робота. Также актер снялся в фильмах «Багровый пик», «Меч короля Артура», «Мотылек» и других. В феврале 2020 года в России состоялись премьеры сразу двух фильмов с Ханнэмом — «Джентльмены» Гая Ричи и «Подлинная история банды Келли».