Figlio di una casalinga - Joanne - e di un dirigente della Ford, il divo cresce, assieme alle due sorelle e al fratello maggiore, nella cittadina di Plymouth, in Michigan. Con il cuore che batte per la musica, il bimbo, sin dalla tenera età, suona il violino ed è voce bianca nel coro di una chiesa presbiteriana. Durante l'adolescenza, tuttavia, il ragazzo sente le sue corde tramutarsi ed è quindi costretto ad abbandonare il sogno di diventare un vero cantante.
Ma il mondo dello spettacolo lo affascina talmente che decide di provare un'altra strada: quella della recitazione. Frequenta cosi l'Interlochen Arts Academy, per poi iscriversi al North Carolina School of the Arts di Winston-Salem.
Per Tom ha inizio una lunga gavetta teatrale tra gli States e l'Inghilterra. Si trasferisce a New York per tentare fortuna a Broadway, riuscendo a farsi ingaggiare come sostituto di Peter Finch in "Equus".
Ottenuta la parte a tutti gli effetti, l'affascinante fanciullo si esibisce al Plymouth Theatre di NYC accanto ad Anthony Perkins e, all' Huntington Hartford Theater di Los Angeles, al fianco di Sir. Hopkins.
A metà dei '70, esordisce in tv nel film Forget-Me-Not-Lane e, ventiquattro mesi più tardi, debutta al cinema in un movie-drama dedicato a James Dean - September 30, 1955 - per la regia di James Bridges.
Nel 1978 si fa notare nello sconquassato cast del capostipite delle teen-comedy: Animal House. Un successo clamoroso lo sopraffarà nel 1984, quando gli viene data la possibilità di incarnare il superbo compositore salisburghese Mozart, nella pluripremiata biografia firmata Milos Forman: Amadeus.
Grazie a una spiazzante performance che ritrae il supremo Maestro in abiti tanto sferzanti quanto tormentati, Hulce si aggiudica il David di Donatello, il Nastro D'Argento, nonché una candidatura all'Oscar come Miglior Attore Protagonista.
Nel 1989, l'efficace interpretazione del giovane ritardato in Nick e Gino gli frutta una nomination ai Golden Globe. In seguito, è sotto la direzione di Peter Weir in Fearless - Senza paura e di Kenneth Branagh in Frankenstein di Mary Shelley.
Nel 1996, presta la sua ugola a Quasimodo, nel cartoon Disney Il Gobbo di Notre Dame. Una decade dopo, eccolo cimentarsi nel Dr. Cayly nella commedia surreale Vero come la finzione. Nel 2008, gira l'avventuroso sci-fi Jumper - Senza confini.
Diviso tra piccolo e grande schermo, l'attore non ha mai trascurato il palcoscenico, continuandolo a frequentare anche nel ruolo di regista, conseguendo numerosi riconoscimenti. Il divo è sposato con Cecilia Ermini, dalla quale ha avuto una figlia: Anya.