Après s’être formée à la comédie au National Youth Theatre de Londres, puis à la Central School of Speech and Drama - dont elle sort diplômée en 2012 - Hannah John-Kamen débute sa carrière d’actrice sur le petit écran. On l’aperçoit tout d’abord dans un épisode de la série à succès Misfits en 2011, avant de la retrouver dans des séries telles que Le Retour de Jack l’Éventreur, The Syndicate ou The Midnight Beast.
La jeune comédienne décroche ensuite un rôle récurrent dans la saison 2 de The Hour, une série dramatique avec Romola Garai, Ben Whishaw et Dominic West. Puis c’est sur les planches qu’elle se fait remarquer grâce à la comédie musicale “Viva Forever” dont elle tient le rôle principal. Le spectacle, basé sur les chansons du groupe pop Spice Girls, fait d’ailleurs beaucoup parler de lui.
Après cette expérience, Hannah John-Kamen retrouve le chemin des plateaux de télévision avec un rôle récurrent dans la première saison de la série criminelle Happy Valley en 2014. L’année suivante marque un tournant dans sa carrière : la comédienne obtient le rôle féminin principal de la série de science-fiction Killjoys, une production canadienne diffusée aux Etats-Unis sur SyFy.
S’ensuivent des apparitions remarquées dans Black Mirror en 2016 - un plateau qu’elle avait déjà fréquenté en 2011 dans un autre rôle - ainsi que dans Game of Thrones le temps de deux épisodes de la saison 6. Elle y incarne Ornela, membre du Dosh Khaleen qui se lie d’amitié avec Daenerys Targaryen, ce qui lui permet de donner la réplique à Emilia Clarke.
Mais l’année 2018 est finalement celle de la consécration pour l’actrice qui, en plus d’être présente à la télévision dans la quatrième saison de Killjoys, retrouve le grand écran avec des rôles dans plusieurs blockbusters. On la voit ainsi dans Tomb Raider de Roar Uthaug dans le rôle de Sophie, l’une des meilleures amies de Lara Croft interprétée par Alicia Vikander.
Elle enchaîne ensuite les rôles de “méchantes” dans Ready Player One de Steven Spielberg puis Ant-Man et la Guêpe de Peyton Reed. Dans le premier, elle est F’Nale Zandor, principal antagoniste des héros Parzival et Art3mis incarnés par Tye Sheridan et Olivia Cooke. Dans le second, elle se glisse dans la peau d’Ava Starr, plus connue sous l’identité du Fantôme, super-vilain de l’univers Marvel Comics.