Fils du comédien Philip Seymour Hoffman et de la costumière Mimi O'Donnell, Cooper Hoffman fait ses débuts au cinéma en 2021 dans Licorice Pizza. Il tient le premier rôle masculin de cette romance située dans les années 70, devant la caméra de Paul Thomas Anderson, avec lequel son père avait tourné cinq films.

Sa prestation d'adolescent énamouré du personnage incarné par Alana Haim lui vaut une nomination au Golden Globe du meilleur acteur dans une comédie. Le film est par ailleurs très bien reçu par la presse et concourt aux oscars 2022 dans les catégories Meilleur film, Meilleure réalisation et Meilleur scénario original.

Fort de ce succès, Cooper Hoffman apparaît dans des films souvent réalisés par des réalisateurs de renom, comme le biopic Wildcat (Ethan Hawke), la comédie d'action Old Guy (Simon West), la comédie dramatique Saturday Night (Jason Reitman) ou encore le thriller I Want Your Sex (Gregg Araki).

En 2025, il porte le thriller à la Hunger Games Marche ou crève, adapté du premier roman de Stephen King. Cette même année, le jeune comédien fait ses débuts au théâtre Off‑Broadway dans Curse of the Starving Class, aux côtés de Christian Slater et Calista Flockhart, révélant une palette élargie de ses talents.