Avant de faire ses preuves en tant qu’acteur dans diverses productions cinématographiques et télévisuelles, l’australien Travis Fimmel connaît plusieurs carrières. Il manque d’abord de peu de devenir footballeur professionnel dans l’équipe de son pays. Une blessure à la jambe l’empêche de débuter la saison. Il décide alors de se tourner vers l’architecture en intégrant l’université de Melbourne mais lorsqu’une agence de mannequin le repère, il est séduit par l’idée de voyager à travers le monde et abandonne ses études.

Le jeune homme débarque fauché à Los Angeles en 2002 et réussit l’exploit de signer un contrat à 6 chiffres avec la célèbre marque Calvin Klein. Son visage et son corps sont utilisés pour promouvoir le parfum de la marque ainsi que sa ligne de sous-vêtements. Il devient alors le modèle homme le plus demandé de la planète. A la même époque, la série Sex & The City s’inspire de son parcours pour créer le personnage de Smith Jerrod, incarné par Jason Lewis, qui fait tourner la tête de la frivole Samantha Jones (Kim Cattrall). Devenu une star, le mannequin enchaîne les couvertures de magazine et les apparitions sur les plateaux de télévision. Il figure même dans deux clips : celui de Someone to call my lover de Janet Jackson et celui de I’m Real de Jennifer Lopez. Fimmel souhaite désormais orienter sa carrière vers le cinéma et s’adjoint les services d’un coach qui le fait travailler d’arrache-pied pendant deux ans.

A l’automne 2003, il fait ses premiers pas de comédien dans la série événement de la chaîne pour ados The WB : Tarzan & Jane. Aux côtés de Sarah Wayne Callies dans le rôle de sa dulcinée, il revisite le célèbre mythe de l’homme singe, mâtiné ici d’enquêtes policières. Ce mélange hasardeux ne séduit pas les jeunes téléspectateurs. Seulement huit épisodes sur les treize commandés sont ainsi diffusés. Cet échec met un frein à sa carrière. Il faut attendre 2006 pour le revoir sur le petit écran dans le téléfilm Southern Comfort, où il donne la réplique à Madeleine Stowe. En 2008, il décroche son premier rôle au cinéma dans le film d’horreur Soumission, qui passe inaperçu, puis dans la comédie Surfer, Dude, avec Matthew McConaughey et Woody Harrelson, qui fonctionne au box-office.

En 2009, il est le co-équipier de Patrick Swayze dans le show policier de la chaîne câblée A&E The Beast. Le décès de ce dernier au terme de la première saison conduit à son annulation. Fimmel repasse alors par la case cinéma grâce à The Experiment en 2010, où il remplace au pied levé Elijah Wood qui s’est désisté quelques jours avant le tournage. Dans ce remake du film allemand éponyme, il interprète un gardien de prison brutal aux côtés d’Adrian Brody et Forest Whitaker. La même année, il retourne sur ses terres natales pour les besoins du film d’horreur australien Needle puis il participe à deux épisodes de la série Chase.

Après avoir côtoyé Peter Fonda dans le thriller Harodim en 2012, il connait son premier vrai grand succès à la télévision dans la saga Vikings, initiée par la très sérieuse History Channel. Elle retrace l’ascension du héros viking Ragnar Lothbrok, auquel il prête ses traits. Parallèlement, Travis Fimmel est choisi pour camper le personnage principal du blockbuster Warcraft: Le commencement, l'adaptation du jeu Warcraft, la célèbre licence du studio Blizzard.