Tom Hanks naît à Concord, en Californie, fils de Janet Marilyn Frager (1932-2016), employée d’hôpital d’origine portugaise, et d’Amos Mefford Hanks (1924–1991), un cuisinier itinérant. Lorsque ses parents se séparent, le jeune Tom est alors âgé de 5 ans habite avec son frère Larry et sa sœur Sandra, tandis que son autre frère Jim reste avec leur mère. Le métier du père de famille impose un grand nombre de déménagements et de changements d’écoles à ses enfants, ce qui ne laissait pas à Hanks le temps de se faire des amis et développa chez lui une grande timidité. De plus, son entourage familial changeait très souvent, du fait des multiples mariages de son père. Sa première belle-mère s’installa avec ses 5 enfants ; le couple divorça deux ans plus tard.
En 1965, son père Amos se remarie et Tom Hanks compte trois demi-frères et sœurs de plus, avant que la famille ne s’installe à Oakland, Californie. À l’école, Tom Hanks s’intéresse au sport et s’inscrit dans des cours d’art dramatique dans lesquels son professeur, impressionné par ses talents, l’encourage à persévérer. À mesure que sa scolarité se poursuit, Tom Hanks joue dans diverses pièces de théâtre qui lui vaudront finalement un prix d’interprétation de son école en 1974.
Après le lycée, il s’inscrit à une université locale et se trouve un petit travail de groom dans un hôtel Hilton. Il développe son jeu d’acteur au travers de sa participation à des cours de comédie, et déménage à Sacramento, Californie, pour suivre des études dans l’université de la ville. C’est alors qu’il fait deux rencontres importantes : d’abord avec celle qui deviendra plus tard sa première femme, Samantha Lewes, puis avec Vincent Dowling, un metteur en scène. À l’époque, il essaie de figurer dans les productions théâtrales de son université, en vain. Frustré de ses échecs, il auditionne pour une pièce de théâtre locale de Tchekov, La Cerisaie (The Cherry Orchard), à l’issue de laquelle il décroche un rôle. Dowling, le metteur en scène de la pièce, est si impressionné qu’il l’invite à un festival de théâtre à Cleveland. Il abandonne ensuite l’université pour se consacrer à sa carrière naissante d’acteur. Il s’implique dans l’organisation du festival à Cleveland, une expérience qui l’occupe pendant trois ans. Son premier enfant naît en 1977, puis il épouse Samantha Lewes en janvier 1978 ; la même année, il remporte un nouveau prix d’interprétation pour son rôle de Proteus dans Les Deux Gentilshommes de Vérone (The Two Gentlemen of Verona), en représentation à Cleveland. Son expérience dans le théâtre, ses interprétations de l’œuvre de Shakespeare et le succès local inspirent Tom Hanks qui s’installe à New York, s’approchant ainsi de Broadway, le centre de l’activité théâtrale aux États-Unis.
Le couple trouve difficilement du travail, et Tom Hanks est contraint de revenir à Cleveland pendant l’été 1979 pour jouer une nouvelle pièce. Son metteur en scène Dowling l’apprécie énormément pour ses interprétations, à la fois très réalistes et comiques, ce qui constituera plus tard sa signature en tant qu’acteur de cinéma. À son retour à New York à la fin de l’année 1979, Tom Hanks trouve enfin du travail dans une pièce de théâtre, et un agent se charge désormais de sa carrière ; il lui trouve un premier rôle au cinéma dans le film d’horreur Noces sanglantes (1980), réalisé par Armand Mastroianni.
Malgré son succès grandissant, son mariage bat de l’aile. Hanks ne veut alors pas faire subir à ses enfants ce que lui-même avait enduré durant sa jeunesse : il fait donc une pause dans sa carrière d’acteur de cinéma pour produire une pièce de théâtre, sa femme tenant le rôle principal. Leurs efforts sont vains, et le couple se sépare. En 1987, il tourne dans Dragnet, une parodie de film policier, un style de films en vogue dans le cinéma américain des années 1980.
Son rôle dans Big en 1988 constitue son premier grand succès. Il y tient le rôle d’un enfant se réveillant un jour dans le corps d’un adulte, et son interprétation lui vaut sa première nomination aux oscars de 1989. Fort de ce succès, Hanks poursuit dans une série de comédies : Le Mot de la fin (1989), Les Banlieusards (1989), Turner et Hooch (1989) et Joe contre le volcan (1990), confirmant son statut d’acteur comique.
Dans les années 1990, Tom Hanks entreprend de jouer dans des rôles dramatiques, avec tout d’abord Le Bûcher des vanités (1987) (The Bonfire of the Vanities), dans lequel il joue un courtier de Wall Street. Malgré sa distribution (Bruce Willis, Melanie Griffith ou Morgan Freeman), un réalisateur prestigieux (Brian De Palma) et un budget élevé, cette adaptation du best-seller de Tom Wolfe s’avère être un échec commercial retentissant.
Pendant ce temps, sa vie personnelle reprend des couleurs après son divorce en 1987 : il rencontre Rita Wilson, qu’il épouse en 1988. Après Le Bûcher des vanités (1987), Hanks décide de se consacrer à sa famille, tirant les leçons de son premier mariage. Un enfant prénommé Chester naît de son union avec Rita Wilson en 1990, suivi plus tard par Truman (1995).
Il n’attendra que peu de temps pour se voir proposer des rôles dramatiques intéressants comme Une équipe hors du commun (A League of Their Own) en 1992, le premier d’une énorme série de succès commerciaux. Il retrouve Meg Ryan dans Nuits blanches à Seattle (1993), un film à succès qui reçoit deux nominations aux Oscars.
Mais c’est avec Philadelphia (1993) que Hanks va connaître la consécration. Il y interprète un avocat homosexuel atteint du sida, aux côtés de Denzel Washington et Antonio Banderas. 53 personnes séropositives apparaissent dans le film, et 43 d’entre elles sont mortes dans le cours de l’année suivante. En 1994, il tient le rôle de Forrest Gump dans le film du même nom, sous les traits d’un homme simple d’esprit, acteur et spectateur des événements marquants de l’histoire de la seconde moitié du XXème siècle aux États-Unis. Pour ces rôles, il obtient consécutivement deux Oscars du meilleur acteur, exploit que seul Spencer Tracy (en 1937 et 1938) avait réalisé avant lui. Lors de son discours à la suite de la remise de l’Oscar du meilleur acteur qu’il remporte en 1993, Hanks remercie son professeur d’arts dramatiques de lycée qui est homosexuel, ce qui inspira l’histoire du film In & Out (1998).
Il enchaînera par la suite un bon nombre de films à succès, dont Apollo 13 (1995), et prête sa voix à Woody dans Toy Story la même année. Il passe ensuite à la réalisation en 1996 avec That Thing You Do!, une comédie familiale sur la montée en puissance d’un groupe de rock ‘n’ roll dans les années 1960.
Il connait un succès retentissant en 1998 dans Il faut sauver le soldat Ryan (Saving Private Ryan) de Steven Spielberg où il tient le rôle du Capitaine John H. Miller. En 1999, il incarne le gardien-chef Paul Edgecomb dans La Ligne verte (The Green Mile). Hanks s’exprime également à travers l’écriture et la réalisation avec les mini séries De la Terre à la Lune (From the Earth to the Moon) (1998), qui relate l’histoire de la conquête spatiale américaine et son programme Apollo, et Frères d’armes (Band of Brothers), qu’il créa avec Steven Spielberg en 2001, relatant la vie de soldats américains sur les fronts européens de la seconde guerre mondiale.
Il retrouve ensuite Robert Zemeckis en 2000 pour Seul au monde (Cast Away), projet dont l’idée originale provenait de Tom Hanks lui-même. Il tient le rôle d’un naufragé, isolé sur une île pendant plusieurs années à la suite d’un crash d’avion. Le film est tourné en deux parties, ce qui permit à Hanks d’entreprendre une transformation physique spectaculaire : il perd une vingtaine de kilogrammes, pour ensuite reprendre le tournage du film, interrompu pendant un an.
Ensuite, il partage l’affiche avec Jude Law et Paul Newman dans Les Sentiers de la perdition (2002), film dans lequel il incarne Michael Sullivan, un tueur au service de la mafia irlandaise. Il retrouve ensuite Steven Spielberg pour sa première collaboration avec Leonardo DiCaprio dans Arrête-moi si tu peux (2002). Il y joue Carl Hanratty, un agent du FBI qui tente à tout prix de stopper le plus grand arnaqueur de l’histoire des États-Unis, Frank Abagnale, Jr. (DiCaprio).
Il tient le rôle d’un cambrioleur excentrique dans Ladykillers (2004), puis il collabore une fois de plus avec Steven Spielberg pour Le Terminal (2004), film dans lequel il joue aux côtés de Catherine Zeta-Jones, le rôle de Viktor Navorski, qui se retrouve piégé dans l’aéroport JFK pendant plusieurs mois. En fin d’année, il collabore pour la troisième fois avec l’un de ses réalisateurs fétiches, Robert Zemeckis (Forrest Gump, Seul au monde) en jouant dans une adaptation d’un conte de Noël, Le Pôle express (2004), (Boréal Express au Québec). En 2005, dans la série Foster, la maison des amis imaginaires, il fit une apparition dans le film de Bloo, dans le rôle d’un extraterrestre.
Au milieu des années 2000, Tom Hanks déclare dans une interview admirer le travail de Gus Van Sant. Il est alors contacté par le réalisateur et lui propose d’adapter How Starbucks Saved My Life, livre où Michael Gates, un ancien publicitaire, raconte comment après son licenciement il a commencé à travailler comme serveur pour Starbucks où il a pu se reconstruire. Le projet n’avançant pas pour des problèmes de production, il sera finalement abandonné.
En 2006, il interprète Robert Langdon dans Da Vinci Code de Ron Howard, adaptation du roman éponyme de Dan Brown. Le film sera très critiqué par la presse après sa diffusion en tant que film d’ouverture du 59ème Festival de Cannes, la prestation de Tom Hanks sera peu appréciée mais le succès au box-office est colossal (plus de 500 000 000 $ de recettes).
Il interprète Charlie Wilson dans La Guerre selon Charlie Wilson (2007), ce qui lui vaudra une nomination aux Golden Globes 2008 en tant que meilleur acteur dans une comédie. Le film raconte l’histoire de Charlie Wilson, un député Américain qui va tenter un coup diplomatique en soutenant les Moudjahidines durant la Guerre d’Afghanistan de 1979 pour contrer l’invasion de l’URSS.
En 2009, Tom Hanks reprend le rôle de Robert Langdon dans Anges et Démons, la deuxième adaptation d’un roman de Dan Brown, toujours sous la direction de Ron Howard pour une sortie en France le 13 mai 2009. Les critiques restent mitigés mais le film est un succès au box-office tout comme son prédécesseur.
Tom Hanks est à nouveau la voix de Woody dans Toy Story 3 en 2010. Le film est universellement acclamé par la presse.
L’année 2011 marque son retour à la réalisation, quinze ans après That Thing You Do ! (1996), avec la comédie romantique Il n’est jamais trop tard (Larry Crowne) dont il cosigne le scénario avec Nia Vardalos. Également acteur principal du film, il en partage l’affiche avec Julia Roberts. L’accueil critique et commercial est cependant très mitigé. La même année, il joue un père victime des attentats du 11 septembre dans Extrêmement Fort et Incroyablement Près de Stephen Daldry.
Il interprète six personnages différents dans Cloud Atlas (2012), un film mêlant histoire et science-fiction coréalisé par les Wachowski et Tom Tykwer.
Tom Hanks joue le capitaine Richard Phillips dans Capitaine Phillips (2013) de Paul Greengrass, basé sur l’histoire de la prise d’otage du Maersk Alabama, la performance de Tom Hanks sera saluée tout comme le film. Dans la même année, Tom Hanks incarne Walt Disney dans le film Dans l’ombre de Mary (Saving Mr. Banks) (2013) de John Lee Hancock. L’histoire porte sur la relation entre Walt Disney et la romancière P.L Travers (incarnée par Emma Thompson) pour adapter son roman Mary Poppins, dont l’adaptation deviendra l’un des plus gros succès du Studio.
En 2015, Tom Hanks retrouve Spielberg pour un thriller historique sur la guerre froide, Bridge of Spies. Écrit par les frères Coen, il met en scène l’incident de l’U-2 en 1960, Hanks joue James Donovan, l’avocat embauché par la CIA pour sauver le pilote Gary Powers, emprisonné des Soviétiques. Il jouera également dans A Hologram for the King, le nouveau film de Tom Tykwer.
Il interprétera une troisième fois Robert Langdon dans l’adaptation cinématographique d’Inferno, le dernier roman de Dan Brown, troisième adaptation de l’écrivain à succès. Ron Howard sera à la réalisation comme pour Da Vinci Code (2006) et Anges et Démons (2009). La sortie Américaine est prévue à l’automne 2016.
Il est à l’affiche des films A Cold case, polar réalisé par Mark Romanek, et devrait apparaître dans The Risk Pool, réalisé par Lawrence Kasdan. Avec l’équipe qui a réalisé Frères d’armes (Band of Brothers), ils ont produit The Pacific, une mini-série relatant les combats menés dans le Pacifique pendant la Seconde Guerre mondiale.
Tom Hanks et Green Day pourraient être les producteurs de l’adaptation cinématographique de la comédie musicale American Idiot, si le projet du film aboutit.
Fervent défenseur de la conquête spatiale, Tom Hanks est membre de la National Space Society. Il est également fan de l’équipe de baseball des Cleveland Indians.
Démocrate, il a activement soutenu Barack Obama lors des élections présidentielles de 2008 et 2012.
Tom Hanks a été marié avec l’actrice Samantha Lewes de 1978 à 1987. Le couple a eu deux enfants : un garçon, Colin Hanks (né en 1977), qui est aussi acteur — il joue notamment Travis, le DoomsDay Killer dans la série Dexter — et une fille, Elizabeth Ann (née en 1982), qui est apparue en jeune écolière dans Forrest Gump. Samantha Lewes est morte d’un cancer en 2002.
En 1988, Tom Hanks s’est remarié avec l’actrice Rita Wilson. Ils ont eu deux garçons : Chester « Chet » Marlon (né en 1990) et Truman Theodore (né en 1995).
Son frère Jim Hanks a été sa doublure pour les scènes de course dans Forrest Gump.