C'est à l'université de sa ville natale du Kansas qu'il s'intéresse au théâtre. Et marque un interêt certain pour les pièces de Skakespeare. En 1955, il débute en tant qu'acteur dans la série de James Dean, Medic, où il joue un jeune épileptique. Les deux acteurs tourneront ensemble dans "La fureur de vivre" (1955) et "Géant" (1956). Peu après la mort brutale de James Dean dans un accident de voiture, Hopper entre en conflit avec le réalisateur Henry Hathaway sur le film "From Hell to Texas".

Il part à New York pour étudier à la Lee Strasberg Acting School. Il devient alors un acteur de nombreuses séries télévisées telles que La quatrième diemension, The defender, The Big Balley et Combat. Véritable artiste, il devient aussi photographe professionnel, peintre et poête reconnu. Au cinéma, il joue dans "Les quatre fils de Katie Elder" en 1955 ou encore dans "Cent dollars pour un shérif" en 1969.  Son ascension fulgurante résulte du film "EASY RIDER" où il est à la fois devant et derrière la caméra.

En 1971 il signe "THE LAST MOVIE". Premier échec cinématogeaphique qui marque une rupture dans sa carrière. Mais malgré son penchant pour la drogue et l'alcool, il enchaîne de nombreux tournages: "MAD DOG MORGAN" (1976), "TRACKS", "THE AMERICAN FRIEND" (1977), "APOCALYPSE NOW" (1979). En 1980, il connaît à nouveau le succès avec son film "OUT OF THE BLUE". Après avoir suivi une cure de désintoxication, Hopper tourne dans "Rusty James", "The Osterman Weekend" et "Blue Velvet" sous la direction de David Lynch qui lui offre le rôle du sadique Frank Booth. En 1988 il joue dans le film "Colors" traitant des gangs de Los Angeles. Il rejoint Keanu Reeves et Sandra Bullock dans "Speed" en 1994 puis Kevin Costner l'année suivante dans" Waterworld".