Diplômé en journalisme de l'University of Technology de Sydney, Hugh Jackman étudie la comédie à la Western Australian Academy of Performing Arts, avant de débuter devant la caméra dans la série télévisée australienne Correlli (1995).

L'acteur fait ses débuts sur grand écran en 1998 dans la comédie romantique Paperback Hero. Il connaît très vite une consécration internationale en remplaçant au pied levé Dougray Scott, alors monopolisé par le tournage de Mission : impossible 2, dans X-Men, réalisé par Bryan Singer. Ce mutant épris de liberté, personnage phare de la saga, ne le quittera plus, notamment grâce à X-Men 2 (2003) et X-Men l'affrontement final (2006).

Parallèlement à ce rôle emblématique, les projets s'enchaînent. En 2002, il interprète un hacker surdoué dans le thriller Opération Espadon, l'occasion pour celui que certains comparent à Clint Eastwood de donner à nouveau la réplique à Halle Berry. Décidément crédible en super-héros, ce grand brun musclé se voit proposer le rôle du chasseur de vampires Van Helsing en 2003.

Cependant l'acteur, qui joue les jolis coeurs face à Ashley Judd (Attraction animale, 2001) et Meg Ryan (Kate & Leopold, 2002), ne manque pas d'élargir sa palette de jeu et devient incontournable auprès des réalisateurs qui comptent. Au cours de la seule année 2006, il se montre à l'aise à toutes les époques : magicien de génie dans le Londres du début du XXe siècle (Le Prestige de Christopher Nolan), suspect n°1 aux allures de gentleman dans l'Angleterre d'aujourd'hui (Scoop de Woody Allen), homme immortel et éperdument amoureux dans The Fountain d'Aronofsky... Boulimique de travail, il s'essaie même au doublage de films d'animation (Happy Feet, Souris City, Les Cinq légendes). 

Toujours désireux de se diversifier, Hugh Jackman continue de naviguer d'un genre à l'autre en 2008 : il manipule Ewan McGregor puis retrouve son pays natal dans Australia, fresque épique signée Baz Luhrmann. Le comédien revient ensuite à ses premières amours en arborant de nouveau les rouflaquettes et les griffes de Wolverine à l'occasion du spin-off de Gavin Hood.

Après avoir été manager de robots boxeurs dans Real Steel (2011), Hugh Jackman incarne Jean Valjean dans la comédie musicale Les Misérables, qui lui vaut sa première nomination aux Oscars. Si l'acteur surprend avec un rôle inattendu dans le film à sketches My Movie Project, il reste toutefois fidèle au personnage qui l'a rendu célèbre et qu'il retrouve pour la sixième fois dans Wolverine : le combat de l'immortel (2013). La même année, l'acteur revient au thriller avec Prisoners dans lequel il incarne un père de famille dont la fille est kidnappée.

Hugh Jackman reprend son rôle du mutant aux griffes d’acier dans X-Men: Days of Future Past puis campe deux méchants : le premier dans Chappie de Neill Blomkamp et le second dans Pan de Joe Wright, deux films qui ne trouvent pas leur public. Sympathique entraîneur de saut à ski dans Eddie The Eagle, l'acteur fait ensuite ses adieux à Wolverine via Logan, ultime volet centré sur le célèbre personnage Marvel réalisé par quelqu'un qu'il connaît bien puisqu'il s'agit de James Mangold.

Tournant assez peu mais choisissant ses projets avec soin, Hugh campe l'entrepreneur du monde du spectacle américain P. T. Barnum dans l'ambitieux The Greatest Showman (2018) et le politicien Gary Hart, dont la carrière est mise à mal par un scandale d'adultère dans The Front Runner (2019). Il mène ensuite l'enquête dans un futur proche dans Reminiscence (2021) et livre une prestation bouleversante en père cherchant à venir en aide à son fils dépressif dans The Son du Français Florian Zeller.

En 2024, Hugh Jackman endosse une fois de plus le costume de Logan / Wolverine dans Deadpool and Wolverine de Shawn Levy, donnant ainsi la réplique à Ryan Reynolds. Pour l'occasion, le comédien australien suit un régime drastique pour se remettre en forme physiquement.