Urodziła się w Chicago w Illinois jako drugie z trojga dzieci i starsza córka Susan Jeanne Metzger, producentki/byłej nauczycielki, i Donalda Christiana Hannaha, właściciela przedsiębiorstwa produkującego barki i holowniki[2][3]. Jej rodzina była pochodzenia szkockiego, niemieckiego, norweskiego, duńskiego, irlandzkiego i angielskiego[4]. Ma starszego brata Dona oraz dwie siostry – Page (ur. 1964) i przyrodnią Tanyę Wexler (ur. 1970).
Gdy miała siedem lat, jej rodzice rozwiedli się[5][6][7], matka wyszła ponownie za mąż za biznesmena żydowskiego pochodzenia Jerrolda Wexlera, brata operatora filmowego Haskella Wexlera[8].
W młodym wieku cierpiała na bezsenność[9], przez co wiele czasu spędzała oglądając filmy. W wieku jedenastu lat zdecydowała się przejść na weganizm i pojawiła się w telewizyjnych reklamówkach. Uczęszczała do Chicago Latin School[10], po czym ukończyła prywatną szkołę średnią Francis W. Parker School[11] w Chicago, gdzie grała w chłopięcej drużynie piłkarskiej. Myślała o karierze tancerki, ale zrziły ją wielogodzinne treningi i żelazna dyscyplina panująca w szkole tańca prowadzoną przez Marię Tallchief. Wybrała aktorstwo zauroczona Deszczową piosenkąStanleya Donena i Gene’a Kelly’ego. Uczyła się aktorstwa i sztuki improwizacji w Goodman Theatre School of Drama w rodzinnym Chicago[12].
Niespodzianką dla widzów było nieoczekiwane wyrzeczenie się wizerunku współczesnej dziewczyny dla prehistorycznej sagi Klan niedźwiedzia jaskiniowego (The Clan of the Cave Bear, 1986). Znacznie trudniejszym sprawdzianem był udział w komedii sensacyjnej Ivana ReitmanaOrły Temidy (Legal Eagles, 1986), gdzie jako Chelsea Deardon, piękna i ekscentryczna córka znanego artysty oskarżona o kradzież cennych obrazów musiała dorównać Robertowi Redfordowi i zmierzyć się z brawurową i zaborczą Debrą Winger, lecz nie udało jej się wyjść z ich cienia. Znacznie lepiej czuła się na planie romantycznej komedii Roxanne (1987) jako obiekt uczuć nieśmiałego strażaka (Steve Martin) z nosem w stylu Cyrano de Bergeraca. Jednak za rolę dekoratorki wnętrz w dramacie kryminalnym Olivera Stone’aWall Street (1987) otrzymała Złotą Malinę dla najgorszej aktorki drugoplanowej, a kolejne dwie nominacje do tej antynagrody zdobyła za postać Mary Plunkett Brogan w komedii Neila JordanaZjawy (High Spirits, 1988) i siostry ex-żony gangstera, nieświadomie romansującej z jej hiszpańskim kochankiem w komedii romantycznej Zbyt wiele (Two Much, 1995) z Melanie Griffith i Antonio Banderasem.
Odrzuciła rolę Vivian w Pretty Woman (1990), ponieważ uważała, że jest to poniżające dla kobiet[18]. Kolejne role to ekscentryczna fryzjerka w okularach w dramacie Stalowe magnolie (Steel Magnolias, 1989), kobieta-olbrzym w telewizyjnym remakeu sci-fi z 1958 roku HBOAtak kobiety o 50 stopach wzrostu (Kobieta olbrzym, Attack of the 50 Ft. Woman, 1993) z Danielem Baldwinem, córka zawziętego sąsiada (Jack Lemmon) w komedii Dwaj zgryźliwi tetrycy (Grumpy Old Men, 1993) i jej sequeluJeszcze bardziej zgryźliwi tetrycy (Grumpier Old Men, 1995) i socjopatyczna morderczyni Leann Netherwood w dreszczowcu Córka morderców (The Tie That Binds, 1995) u boku Keitha Carradine.
W 1994 jako debiutująca reżyserka i scenarzystka otrzymała nagrodę jury na festiwalu filmowym w Berlinie za swój krótkometrażowy film Ostatnia wieczerza (The Last Supper, 1993). Była brana pod uwagę do roli Mii Wallace w Pulp Fiction (1994), którą ostatecznie zagrała Uma Thurman[18].
W 2000 zadebiutowała z powodzeniem na londyńskim West Endzie w Queens Theatre w roli Dziewczyny w sztuce Słomiany wdowiec[19][20]. Jako napisała w recenzji Lizzie Loveridge w „Curtain Up” – scenariusz był „doskonałym środkiem” dla Hannah do „pokazania swojego talentu komediowego”'[21]. Pojawiła się w teledysku Robbie’go Williamsa do przeboju „Feel” (2002). Triumfalną kreacją była postać jednookiej zabójczyni Elle Driver w filmie Quentina TarantinoKill Bill część I (Kill Bill: Vol. I, 2003) zdobyła uznanie wśród widzów i krytyków, a za występ w Kill Bill część II (Kill Bill: Vol. 2, 2004) odebrała nagrodę Saturna, MTV i była nominowana do nagrody Złotej Satelity.
Zagrała w dramatach: fantasy Northfork (2003), Dom nadziei (Casa de los babys, 2003), Silver City (2004) oraz hiszpańskim dokumencie fabularyzowanym Dziwka (Yo puta, 2004).
Była reżyserką, producentką, montażystką, autorką zdjęć i odtwórczynią roli krótkometrażowego filmu dla Channel 4 London i HBOZapiski striptizerki (Strip Notes, 2001) na podstawie swojej roli w dramacie Blue Iguana (Dancing at the Blue Iguana, 2000).
