Actrice britannique, Hannah John-Kamen a reçu sa formation de comédienne à la National Youth Theatre à Londres. Elle débute sa carrière à la télévision au début des années 2010 dans des séries comme The Hour ou encore Happy Valley. A cette même époque, elle triomphe surtout sur les planches grâce à la comédie musicale Viva Forever dont elle interprète le rôle principal.
Pour elle, l’année 2015 reste essentielle puisqu’elle décroche un petit rôle dans Star Wars, épisode VII : Le réveil de la force (Abrams, 2015), mais surtout celui de Dutch dans la série télévisée à succès Killjoys qui dure de 2015 à 2019 et l’établit auprès de la profession. On la repère aussi dans quelques épisodes de séries événement comme Game of Thrones ou encore Black mirror. Au cinéma, Hannah John-Kamen joue les seconds rôles dans des productions importantes comme Tom Raider (Uthaug, 2018), Ready Player One (Spielberg, 2018) et Ant-Man et la guêpe (Reed, 2018).
Depuis l’arrêt de Killjoys après sa cinquième saison, l’actrice a accepté de jouer le rôle de Jill Valentine dans Resident Evil : Bienvenue à Raccoon City (Roberts, 2021). Elle est pressentie pour être Red Sonja dans une future production actuellement en prévision.