Oscar Hammerstein is de zoon van William Hammerstein, een bekend vaudevilleproducer (William Hammerstein wordt beschouwd als de geestelijk vader van de bekende taart-in-het-gezicht-routine) en de kleinzoon van Oscar Hammerstein "I", een in zijn tijd beroemde theaterbouwer en -impresario.
Hammerstein studeerde eerst rechten aan de Columbia-universiteit voordat hij het theater inging. In de jaren twintig schreef hij samen met Otto Harbach liedjes voor verscheidene musicals. Ook ging hij samenwerkingen aan met andere componisten en tekstschrijvers, onder wie Jerome Kern. Met Kern schreef hij de succesvolle musical Showboat uit 1927.
Zijn grootste successen had hij na 1943, toen hij ging samenwerken met Richard Rodgers. Deze samenwerking begon nadat Rodgers' eerste partner, Lorenz Hart, uitviel wegens een alcoholverslaving, waaraan deze later dat jaar zou sterven. Rodgers en Hammersteins eerste succes was de musical Oklahoma!. Ze zouden nog meer succesvolle musicals componeren, waaronder Carousel (1945), South Pacific (1949), The King and I (1951) en The Sound of Music (1959). Hammerstein produceerde ook veel van deze musicals. Een enkele keer was hij ook de producent van musicals die niet van zijn hand zijn, zoals Annie Get Your Gun.
Op 23 augustus 1960 stierf Hammerstein in Doylestown, Pennsylvania aan kanker. Hij was 65 jaar oud. Het laatste nummer dat hij schreef was Edelweiss voor The Sound of Music.
