Holger Juul Hansen absolvierte zunächst von 1939 bis 1946 eine kaufmännische Lehre in Kopenhagen. Er nahm Unterricht bei Eyvind Johan-Svendsen und erhielt danach von 1946 bis 1948 seine Schauspielausbildung. Sein Debüt gab er am Det Ny-Theater. Nach ersten Engagements in Aalborg (1948 bis 1951) und Odense (1951 bis 1953) kehrte er 1953 nach Kopenhagen zurück, wo er von 1953 bis 1956 an der Allé-Scenen spielte. Nach verschiedenen kurzen Engagements unter anderem am Folketeatret und am Frederiksberg Teater war er von 1957 bis 1959 erneut am Det Ny-Theater engagiert. Danach gehörte er mehr als 25 Jahre lang, von 1961 bis 1987, zum Ensemble des Königlichen Theaters – unterbrochen nur von einer Spielzeit 1976/77 am Aveny Teatret. Am Königlichen Theater spielte er unter anderem den Higgins in My Fair Lady oder den Argan in Der eingebildete Kranke.
Hansen war ab Dezember 1952 mit der 20 Jahre älteren Schauspielerin Else Marie Hansen verheiratet. Nach der Scheidung im Juli 1965 heiratete er noch im selben Jahr die Solotänzerin Inge Olafsen (* 1945).
Holger Juul Hansen starb am 19. März 2013 im Alter von 88 Jahren. Seine Grabstätte befindet sich auf dem Bispebjerg-Kirkegard in Kopenhagen.[2]