Liam Hemsworth est né le 13 janvier 1990 à Melbourne, en Australie, dans l'État de Victoria. Cadet d'une fratrie d'acteurs, il grandit dans un environnement familial qui allait naturellement l'orienter vers les planches et les plateaux. Son père Craig travaillait comme conseiller en services sociaux et sa mère Leonie était professeure d'anglais, mais ce sont ses deux frères aînés, Luke et Chris, qui façonnèrent les véritables ambitions artistiques du jeune Liam.
Enfant, Liam déménagea avec sa famille à Phillip Island, une île située au sud de Melbourne, où il passa une grande partie de son temps libre à surfer avec ses frères dans les eaux de l'océan. Ce cadre insulaire et sportif contraste avec l'agitation des grands plateaux hollywoodiens qu'il allait bientôt fréquenter. C'est au collège que Liam décida de suivre la voie de ses aînés et de devenir acteur, une décision prise avec une détermination précoce que son parcours allait amplement confirmer.
À seize ans, il se présenta à sa première audition et commença à décrocher de petits rôles dans des productions australiennes. En 2007, il fit ses premières apparitions dans des séries télévisées telles que Summer Bay et Le Ranch des McLeod, deux feuilletons populaires en Australie. La même année, en juillet, il rejoignit le casting du soap opéra Les Voisins — un programme dans lequel son frère Luke était apparu en 2002 — pour y incarner Josh Taylor, un personnage récurrent entre 2007 et 2008.
En 2008, Liam tint le rôle de Marcus dans la série télévisée Son Altesse Alex, poursuivant ainsi sa progression dans le paysage audiovisuel australien. Il enchaîna ensuite avec Satisfaction puis avec le film d'horreur britannique Triangle, tout en faisant une brève apparition dans Prédictions. Ces premiers pas lui permirent d'acquérir une expérience précieuse et d'affiner son jeu d'acteur, le préparant aux défis d'une carrière internationale.
En mars 2009, Liam Hemsworth prit la décision cruciale de quitter l'Australie pour s'installer à Los Angeles, en Californie. Il arriva dans la mégalopole californienne sans agent, logea d'abord chez William Ward, l'agent de son frère Chris, avant de trouver ses propres repères dans la ville. Cette arrivée coïncida avec une série d'opportunités qui allaient transformer sa trajectoire professionnelle.
À peine quelques semaines après son installation aux États-Unis, une nouvelle qui aurait pu être décourageante se transforma en tremplin. Sélectionné pour jouer dans Expendables : Unité spéciale aux côtés de Sylvester Stallone, son personnage fut finalement retiré du scénario. Mais dans les heures suivant cette déception, le réalisateur Kenneth Branagh l'appela pour auditionner pour le rôle principal du film Thor. S'il perdit finalement ce rôle face à son propre frère Chris, Disney lui proposa dans la foulée celui de Will Blakelee dans La Dernière Chanson, adapté du roman de Nicholas Sparks. La journaliste Nikki Finke souligna à l'époque l'extraordinaire rapidité de cette consécration : Hemsworth n'avait pas encore d'agent que le rôle lui était déjà offert.
En août 2009, il fit une apparition dans le clip vidéo de Miley Cyrus pour la chanson When I Look at You, marquant le début d'une relation amoureuse qui allait alimenter les colonnes des tabloïds pendant des années. En mars 2010, des projets ambitieux se profilaient, notamment le film Arabian Nights en 3D. La même année, il présenta les Nickelodeon Australian Kid's Choice Awards 2010 et remporta le prix du Meilleur baiser avec Miley Cyrus.
Le 4 avril 2011 constitua une date charnière dans sa carrière : Liam Hemsworth fut officialisé dans le rôle de Gale Hawthorne pour le film Hunger Games, adapté de la dystopie de Suzanne Collins. Sorti en 2012, ce film et ses trois suites allaient le propulser sur le devant de la scène internationale, faisant de lui une star mondiale reconnue par des millions de fans. En 2012, Stallone le contacta à nouveau pour Expendables 2 : Unité spéciale, lui offrant cette fois le rôle de Billy T, comme pour refermer la boucle d'un épisode qui avait failli débuter là.
Le parcours de Liam Hemsworth illustre une vérité fondamentale dans le monde du spectacle : les portes qui se ferment ouvrent souvent sur des corridors plus larges. Né dans une famille d'acteurs, formé sur les plateaux australiens, révélé aux États-Unis par un enchaînement de coïncidences et de talents, il s'est imposé comme l'un des visages de sa génération à Hollywood, portant avec lui l'empreinte d'une Australie qui continue de fournir au cinéma mondial certains de ses talents les plus brillants.

