Zimmer werd geboren in Frankfurt am Main en woonde de eerste jaren van zijn jeugd in Königstein im Taunus. Hij kreeg op jonge leeftijd pianoles, maar na een paar lessen gaf zijn pianoleraar er de brui aan omdat hij zich meer bezighield met improviseren dan met studeren. Ook op school hield hij zich vooral bezig met het maken van composities. Als tiener verhuisde hij naar Engeland waar hij les kreeg op de Hurtwood House School in Dorking.
Vroege werk
Zimmer was actief in diverse rockbands. Een van de bekendste groepen waarin hij speelde was de in 1977 opgerichte Britse groep Buggles. Hij trad op in de videoclip van "Video Killed the Radio Star". Met Warren Cann van Ultravox nam hij in 1983 onder de bandnaam Helden het album Spies op. Ook schreef hij reclamejingles voor Air-Edel Associates. Zimmer kwam in contact met film door een jarenlange samenwerking met de componist Stanley Myers.
De grote doorbraak in Hollywood
In 1988 begon Zimmer zijn carrière in de Amerikaansefilmindustrie, dankzij regisseur Barry Levinson die op zoek was naar iemand om de filmmuziek te schrijven voor de film Rain Man. Hiervoor kreeg hij zijn eerste Oscarnominatie. Meer naamsbekendheid kreeg hij vooral met de animatiefilm The Lion King dat mede te danken was door zijn bijdragen aan de dramafilm The Power of One uit 1992 waarin hij ook traditionele Afrikaanse muziek gebruikte, met Lebo M in het koor. Op basis daarvan werd Zimmer in 1994 door Walt Disney Animation Studios benaderd om filmmuziek te schrijven voor The Lion King, waarmee hij daadwerkelijk een Oscar won. In 1998 werd Zimmer de vaste huiscomponist voor DreamWorks Animation waarvan de film The Prince of Egypt zijn eerste was. In 2003 was The Last Samurai zijn honderdste film waarvoor hij de muziek schreef.
Regisseurs
In loop der jaren heeft Zimmer regelmatig samengewerkt met de volgende filmregisseurs:
In 2009 schreef Zimmer zijn eerste muziek voor een computerspel: Call of Duty: Modern Warfare 2. In 2012 schreef hij speciaal voor de 84ste Oscaruitreiking de officiële muziek. Ook speelde Zimmer bij de uitreiking in het orkest, en werd de muziek uitgebracht met de titel "Celebrate the Oscars". In 2014 schreef hij de officiële "Tomorrow Hymn" voor de tiende verjaardag van het dance-evenement Tomorrowland. In 2016 was hij verantwoordelijk voor de originele muziek voor de Volvo V90-campagne met Zlatan Ibrahimović. Ook schreef hij hetzelfde jaar muziek voor de Netflix historische dramaserie The Crown. Ook de muziek voor de BBC documentaire series Planet Earth II, Blue Planet II en Seven Worlds, One Planet komen van zijn hand. In 2018 schreef hij de officiële televisie-intromuziek ("Living Football") van het FIFAWereldkampioenschap voetbal 2018 in Rusland. Daarnaast wordt een gedeelte van het nummer "Hummell gets the Rockets" uit de film The Rock sinds 2000 in Nederland en België gebruikt als intromuziek van het tv-programma Expeditie Robinson.
In 2000 gaf Zimmer op het International Filmfestival van Vlaanderen-Gent zijn eerste concert ooit. De registratie van het concert verscheen op cd, onder de titel "Wing of a Film". In 2014 gaf hij twee concerten in de Eventim Hammersmith Appollo in Londen onder de naam "Hans Zimmer Revealed & Friends" met speciale gast Pharrell Williams.
In 2016 gaf hij zijn eerste tournee door Europa, waaronder de podia Paleis 12 in Brussel en Ahoy in Rotterdam met de tournee naam "Hans Zimmer Live on Tour" en met vocale ondersteuning van onder andere Lebo M. In 2017 gaf hij ook voor het eerst een reeks concerten door de Verenigde Staten en Australië en werd zijn tournee door Europa vervolgd met podia als Sportpaleis in Antwerpen en Ziggo Dome in Amsterdam. De registratie van het concert in Praag (2016) verscheen op 3 november 2017 op cd en dvd, onder de titel "Live in Prague".
In 2021 stonden een reeks concerten gepland door Europa die een jaar werden uitgesteld vanwege de coronapandemie. In 2022 stond Zimmer twee avonden in de Ziggo Dome in Amsterdam, met vocale ondersteuning van onder andere Loire Cotler. Kort na het eerste optreden in de Ziggo Dome won Zimmer bij de 94ste Oscaruitreiking, de Oscar voor beste filmmuziek met Dune. Een maand later trad hij op in het Sportpaleis in Antwerpen. In 2023 verscheen een cd, onder de titel "Hans Zimmer Live" ofwel kortweg "Live" met de registratie van de concerten uit 2022 en kreeg hetzelfde jaar zijn tournee een vervolg in onder andere het Sportpaleis, twee avonden in de Ziggo Dome en in Ahoy.
Zimmer's eerste vrouw was model Vicki Carolin, met wie hij een dochter heeft. Op 3 april 2020 vroeg Zimmer de scheiding aan van zijn tweede vrouw Suzanne Zimmer, met wie hij drie kinderen heeft. Op 15 juni 2023 vroeg Zimmer zijn partner Dina De Luca ten huwelijk op het podium van de O2 Arena in Londen tijdens een van zijn shows.
In november 2017 werd door de Poolse astronomen Michal Kusiak en Michal Zolnowski een planetoïde ontdekt ((495253) 2013 OC8), ook wel genaamd Hanszimmer.