È cresciuto in California nella San Fernando Valley. Tutta la sua istruzione è stata finalizzata al cinema: quello che colpisce è che questo regista che vanterà nella sua carriera anche una nomination all'Oscar è nato come fotografo e giornalista freelance per riviste di cinema. Nel 1970 collabora con Roger Corman alla produzione di The dunwich horror e il suo primo successo cinematografico arriva del tutto inaspettato nel 1973 quando Curtis ha solo 28 anni e dirige Sensualità morbosa(il film fu girato addirittura due anni prima). La storia è quella di uno psicopatico che ogni volta che si ritrova solo con una donna diviene vittima di violenti impulsi omicidi. Il film è un riuscito thriller che rivela le capacità del giovane regista di creare la suspense utilizzando scenografie scarne. Eppure per ritrovare Hanson nuovamente dietro la macchina da presa bisognerà aspettare più di dieci anni. Nel frattempo continua a lavorare nel mondo del cinema stando sempre in secondo piano: ricompare nel 1978 come sceneggiatore de L'amico sconosciuto, violentissimo thriller in cui Elliot Gould riesce a tenere in scacco un rapinatore. E come sceneggiatore si farà nuovamente notare per una pellicola prodotta nel 1982 e diretta da Samuel Fuller: Cane bianco, storia di una giovane attrice che entra in possesso di un cane bianco addestrato ad attaccare le persone di colore. Un film difficile e provocatorio, al punto che la censura ne ha impedito l'uscita nelle sale fino al 1991, che dimostra come Hanson fin dagli inizi rifiutasse sistematicamente le soluzioni facili: il suo spesso si configura come un cinema d'avanguardia e da regista avrà presto l'opportunità di 'osare'. A conferma della duttilità del suo talento nel 1983 lo ritroviamo come sceneggiatore di una bizzarra e del tutto atipica produzione Disney: Mai gridare al lupo.
Nel 1982 ritorna finalmente dietro la macchina da presa ma gli esiti questa volta sono piuttosto deludenti. Dirige un acerbo Tom Cruise in Un weekend da leoni, storia di quattro ragazzi che vanno in gita fino a Tijuana alla ricerca di droghe e sesso facile. Quattro anni dopo, nel 1986, debutta come regista-sceneggiatore per la televisione con un episodio trasmesso dalla ABC The Children of Times Square. Nel 1987 ritorna al thriller e non solo scrive ma dirige e co-produce La finestra della camera da letto. Il film è un riuscito omaggio ad Alfred Hitchcock col solito meccanismo dell'innocente testimone di un delitto che viene scambiato per il colpevole decisamente rinvigorito tanto dalla scrittura quanto dalla regia di Hanson. La sua carriera da regista prosegue con Cattive compagnie nel 1990. Un giovane yuppie depresso incontra un fascinoso sconosciuto che si rivelerà essere uno psicopatico in grado di trascinarlo in un vortice di violenza solo apparentemente gratuita. Un thriller psicologico che si risolve in una sfida tra il Bene e il Male, sorta di aggiornamento del mito del Faust che Hanson, soprattutto nella prima parte, riesce a portare a un altissimo livello di raffinatezza psicologica.
Nel 1992 ottiene un enorme successo di pubblico con quello che alla luce della sua filmografia complessiva sarà una delle sue opere più anonime e meno riuscite: scritto da Amanda Silver dirige La mano sulla culla. Dopo il suicidio del marito e un aborto, Peyton Flanders si fa assumere come babysitter dalla famiglia che nel suo delirio considera responsabile delle sue disgrazie. Inizierà a rovinare la vita ai suoi datori di lavoro mettendo in atto un piano perfido. Una regia professionale per Hanson, un meccanismo perfetto ma che non aggiunge nulla alla carriera di un regista che sembra non riuscire a esprimersi al meglio quando deve misurarsi con copioni che non sono opera sua. E la conferma arriva anche nel 1994 con l'uscita di The River Wild - Il fiume della paura, storia di una tranquilla famigliola in cui padre e madre cercano di risolvere i loro problemi coniugali portando i figli su un gommone lungo le rapide di un fiume in Colorado. La loro gita li porterà a incontrare due banditi appena fuggiti dopo una rapina. Questa volta il copione è opera di Denis O'Neill ma la pellicola non decolla: nonostante la presenza di due attori del calibro di Kevin Bacon e Meryl Streep (qui al suo primo ruolo in un film d'azione) la suspense resta prevedibile e a Curtis Hanson non resta che fornire l'ennesima prova della sua professionalità e delle sue capacità registiche. Gli basterà aspettare tre anni per trovare anche una storia finalmente coinvolgente: insieme a Brian Helgeland adatta per il grande schermo L.A. Confidential di James Ellroy e realizza così il suo capolavoro. Siamo a Los Angeles, agli inizi degli anni Cinquanta: tre poliziotti, l'ambizioso Ed Exley, il simpatico Jack Vincennes e l'ingenuo e manesco Bud White, cercano in modi diversi di fare carriera e di ottenere un successo personale. Jack viene nominato consulente di uno show televisivo che deve promuovere il locale distretto di polizia e organizza arresti di personaggi del mondo dello spettacolo con tanto di fotografi al seguito. Ed indaga su una strage compiuta in un bar e, insieme a Jack e Bud, riuscirà a scoprire le trame oscure e criminali che legano i malviventi alle forze dell'ordine. A fare da tramite c'è anche Lynn, sosia di Veronica Lake che appartiene a un'agenzia di attrici diretta da un miliardario. Nella Los Angeles degli anni Cinquanta regnano corruzione, scandali, inganno, ambizioni sfrenate e la droga. Il film è complesso e affascinante, offre un'impeccabile ricostruzione dell'epoca e riesce a organizzare l'incredibile quantità di avvenimenti e di personaggi presenti nel romanzo di Ellroy. Alla fine la vera forza del film risultano essere la regia tesa e vibrante di Hanson, per lui una nomination all'Oscar come miglior regista e un Oscar vinto per la sceneggiatura, e la scelta e le interpretazioni degli attori: da Russell Crowe a Kevin Spacey, da Guy Pearce a Danny De Vito, da James Cromwell a David Strathairn fino a una Kim Basinger premiata con l'Oscar.
Nel 2000 Curtis Hanson si conferma un regista controcorrente: invece che cavalcare l'onda del successo di L.A. Confidential, sceglie di adattare il romanzo di culto di Michael Chabon Wonder Boysrealizzando così un altro film difficile e riuscito. Uno strepitoso Michael Douglas interpreta la parte di Grady Tripp, professore si scrittura creativa in un college di Pittsburgh, cui non ne va bene una. Si illuderà di salvarsi scoprendo un suo studente dotato di uno straordinario talento per la scrittura. Wonder Boysè un film inaspettato e, per certi versi, sorprendente: rappresenta con humour e anticonformismo il mondo accademico e offre un ritratto estroso e snob di un'America insolita e compiaciuta che sembra venire direttamente dagli anni Settanta. E la regia di Hanson si adatta splendidamente a queste atmosfere dimostrando un tocco e una delicatezza insospettabili. Nel 2003 per il suo film successivo si affida a un protagonista decisamente particolare: il rapper bianco Eminem. 8 mile è un quartiere di Detroit attraversato dalla 8 mile Road. I quartieri un tempo benestanti vivono adesso in condizioni di degrado: la 8 Mile Road è la strada che segna il perimetro della città ed è diventata la linea che divide la realtà urbana da quella delle periferie, i bianchi dai neri. Nei quartieri più sordidi e violenti la parola d'ordine è sopravvivenza è per molti giovani l'hip hop resta l'unica valvola di sfogo per non farsi inghiottire dal nulla e dal vuoto. Hanson sceglie di filmare le vicende di Marshall Mathers in modo semi-documentaristico per restituire ancor di più la sensazione che la vicenda narrata sia autobiografica e la critica dimostra di gradire. Nel cast anche Kim Basinger.
Nel 2005 dirige Se fossi lei, divertente commedia al femminile tratta dal romanzo di Jennifer Weiner con lo scontro fra Tony Collette e una scatenata Cameron Diaz con la 'supervisione' della sempre ottima Shirley MacLaine. Curtis Hanson si sta così ritagliando a fatica la fama di autore all'interno del circo di Hollywood, di sicuro resta uno dei registi più coraggiosi: nel 2007 esce nelle sale con Lucky You - Le regole del gioco e inizia anche a lavorare all'adattamento de "Il petalo cremisi e il bianco", fortunatissimo romanzo di Michel Faber. Lucky You è un film che, al di fuori delle mode, ritorna a gettare uno sguardo crepuscolare sul mondo del poker. Supportato da tre ottimi attori, Eric Bana, Drew Barrymore e Robert Duvall, il film racconta la storia di Huck Cheever, un abile giocatore di poker spesso ossessionato dai suoi problemi personali. A Las Vegas durante l'annuale Campionato del Mondo incontra Billie, un'ambiziosa cantante in cerca di successo che si innamora di lui. Iscrittosi al World Series of Poker Huck si troverà ad affrontare il padre che non ha mai conosciuto, la leggenda del poker L.C. Cheever.
Nel settembre 2016 il regista muore a 71 anni per cause naturali nella sua abitazione a Hollywood.