Liam Hemsworth, geboren im australischen Melbourne, kam als Sohn von Leonie und Craig Hemsworth zur Welt. Als jüngster von drei Söhnen entschloss er sich schon zu Schulzeiten, in die Fußstapfen seiner älteren Brüder zu treten, die zu jenem Zeitpunkt bereits als Schauspieler tätig waren – neben Luke ist hierbei vor allem Chris Hemsworth zu nennen, der durch seine Rolle als Titelheld in „Thor“ Bekanntheit genießt. Im Alter von sechzehn Jahren begab sich Liam schließlich zu seinen ersten Castings, durch welche er für seine ersten Gastauftritte in den Fernsehsendungen „Home and Away“ und „McLeods Töchter“ verpflichtet wurde. Nationale Bekanntheit wurde ihm jedoch erst durch seine Rolle in der populären Seifenoper „Neighbours“ zuteil, wo er zwischen 2007 und 2008 als Josh Taylor, einem gelähmten Ex-Sportler, zu sehen war. International sollte der Durchbruch im Jahr 2010 folgen, als Hemsworth an der Seite von Sängerin Miley Cyrus im Drama „Mit Dir an meiner Seite“ spielte. Mit ihr führte er zudem bis September 2013 eine Beziehung. Im Jahr 2011 folgte die Verpflichtung für die dreiteilige Filmreihe „Die Tribute von Panem“, wo er neben Jennifer Lawrence und Josh Hutcherson als eine der Hauptfiguren Gale Hawthorne auftritt. Die Filmreihe, die auf die Romane von Suzanne Collins basiert, wurde im Jahr 2013 mit einem zweiten und im Jahr 2014 mit der ersten Hälfte des dritten Teils fortgesetzt. Letzterer übertraf sogar den Erfolg der vorherigen und spielte am Startwochenende über 120 Millionen Dollar ein.

Nachdem im Jahr 2015 der Abschluss der Filmreihe folgt, wird Hemsworth unter anderem an der Seite von Kate Winslet und Judy Davis in der Komödie „The Dressmaker“ zu sehen sein.

Neben der Schauspielerei nennt der Australier vor allem das Surfen als seine große Leidenschaft. Da dieser im Alter von acht Jahren mit seiner Familie auf einer kleinen Insel lebte, erlernte Hemsworth den Sport gemeinsam mit seinen älteren Brüdern.