1978년 3월 11일, 0세 때, 김성훈 (하정우)는 대한민국 서울에서 태어났다. 본명은 김성훈이며, 아버지는 배우 김용건이다.​

1998년, 20세 때, 중앙대학교 연극학과에 재학 중이던 김성훈 (하정우)는 연극 무대에서 연기 활동을 시작했다.​

2002년, 24세 때, 드라마 '햇빛 사냥'을 통해 본격적으로 브라운관에 데뷔하였다.​

2005년, 27세 때, 영화 '용서받지 못한 자'에 출연하여 부산국제영화제에서 주목을 받았다.​

2008년, 30세 때, 영화 '추격자'에서 연쇄살인마 지영민 역을 맡아 강렬한 인상을 남기며 대중적인 인지도를 얻었다.​

2012년, 34세 때, 당시 여자친구와 함께 처음으로 하와이를 방문하였으나, 그곳에서 결별을 맞았다. 이 경험을 계기로 하와이에 대한 특별한 애정을 가지게 되었다고 한다.​

2013년, 35세 때, 영화 '롤러코스터'를 통해 감독으로 데뷔하였으며, 이후 '허삼관'(2015년) 등 연출 활동을 이어갔다.​

2015년, 37세 때, 영화 '암살'과 '베테랑'에 출연하여 두 작품 모두 1,000만 관객을 돌파하며 흥행 배우로 자리매김하였다.​

2017년, 39세 때, 영화 '신과함께-죄와 벌'에 출연하여 또 한 번 1,000만 관객을 동원하였다.​

2019년 1월부터 9월까지, 41세 때, 서울 강남구의 한 병원에서 19회에 걸쳐 프로포폴을 불법 투약한 혐의로 기소되었다.​

2020년 8월, 42세 때, 법원으로부터 해당 혐의에 대해 벌금 3,000만 원을 선고받았다.​

2022년 9월, 44세 때, 넷플릭스 시리즈 '수리남'의 인터뷰에서 프로포폴 논란에 대해 공식적으로 사과하며 "많은 부분을 반성하고 깨닫는 시간이었다"고 밝혔다.​

2024년 7월 22일, 46세 때, 데뷔 21년 만에 개인 인스타그램 계정을 개설하여 팬들과의 소통을 시작하였다. 첫 게시물로 자신이 그린 그림과 5촌 조카이자 배우인 문유강과의 사진을 공개하였다.​

2025년 4월 2일, 47세 때, 급성 충수돌기염(맹장염)으로 응급 수술을 받고 퇴원한 후, 영화 '로비'의 인터뷰에 참석하여 건강 상태를 전했다.