Cronyn nacque a London, in Ontario, quinto figlio di Hume Blake Cronyn, Sr., uomo d'affari e membro del Parlamento Canadese (al quale fu dedicato l'osservatorio Hume Cronyn Memorial Observatory e l'asteroide 12050 Humecronyn) e di Frances Amelia Labatt, ricca ereditiera canadese. Dopo essersi diplomato al Ridley College, Cronyn studiò drammaturgia alla McGill University, e continuò gli studi di recitazione alla scuola di Max Reinhardt e alla American Academy of Dramatic Arts. Nel 1934 debuttò sul palcoscenico a Broadway nell'opera teatrale Hipper's Holiday, e divenne noto per la sua versatilità di interprete.
Divenuto cittadino statunitense nel 1966, Cronyn continuò ad alternare l'attività cinematografica con quella teatrale, ed ebbe un'occasione di rinnovata popolarità negli anni ottanta, grazie alla sua partecipazione a pellicole come Cocoon - L'energia dell'universo (1985) e Cocoon - Il ritorno (1988). Nel 1991 pubblicò la propria autobiografia dal titolo A Terrible Liar. Dopo la morte della sua prima moglie Jessica Tandy, avvenuta nel 1994,[2] si risposò nel 1996 con la scrittrice Susan Cooper. Morì nel 2003 a 92 anni, per un cancro alla prostata, nella sua casa di Fairfield (Connecticut).
«Nel corso di una carriera professionale che copre 50 anni, è diventato una delle pochissime stelle più importanti del teatro di lingua inglese. Le sue performance sul palco e sullo schermo, la sua scrittura e la direzione delle produzioni, le sue realizzazioni nello sviluppo del teatro e dello spettacolo in Canada e all'estero gli hanno guadagnato riconoscimenti internazionali.» — nominato l'11 luglio 1988, investito l'8 novembre 1988[3]