Auch wenn die Fußstapfen seines Vaters doch noch recht groß für ihn sind, hat Colin Hanks das schauspielerische Talent vererbt bekommen. Der älteste Sohn von Tom Hanks hat zwar noch nicht den ganz großen Coup gelandet, aber sich vor allem in den letzten Jahren mit Fargo und Life in Pieces einen Namen gemacht.
Colin Hanks wurdein Sacramento, Kalifornien, als Colin Lewes Dillingham geboren. Er ist der älteste Sohn des Schauspielers Tom Hanks und der Produzentin und Schauspielerin Samantha Lewes. Nach der Scheidung seiner Eltern im Jahr 1987 heiratete sein Vater 1988 die Schauspielerin Rita Wilson, wodurch Colin zwei Halbbrüder, Chester und Truman, bekam.
Colin besuchte die Sacramento Country Day School und später die Chapman University, bevor er an die Loyola Marymount University wechselte, die er jedoch ohne Abschluss verließ.  
Sein Schauspieldebüt gab Colin Hanks 1996 in dem Film „That Thing You Do!“ unter der Regie seines Vaters Tom Hanks.
Seinen Durchbruch erzielte er mit der Rolle des Alex Whitman in der Serie Roswell (1999-2001), in der er in 33 Episoden mitwirkte. In dieser Rolle spielte er einen loyalen Freund und talentierten Musiker, der ungewollt in die Geheimnisse außerirdischer Freunde verwickelt wird.
Im Jahre 2002 übernahm Colin die Hauptrolle des Shaun Brumder in der Film-Komödie „Orange County“. Sein Charakter, ein ehrgeiziger Schüler, strebt danach, Schriftsteller zu werden und an der Stanford University zu studieren, was durch eine Verwechslung seiner Bewerbungsunterlagen erschwert wird.
2005 spielte er in Peter Jacksons „King Kong“ den Assistenten Preston, der dem Filmteam auf Skull Island beisteht.
In der sechsten Staffel von Dexter (2011) verkörperte er den Antagonisten Travis Marshall, einen komplexen Serienmörder mit apokalyptischen Visionen, der in allen 12 Episoden der Staffel auftrat.
Eine weitere bedeutende Rolle hatte Colin in der ersten Staffel der Serie Fargo (2014), in der er den Polizisten Gus Grimly spielte. Gus ist ein gutmütiger, aber unsicherer Beamter, der in einen komplexen Kriminalfall verwickelt wird und dabei über sich hinauswächst. Für diese Rolle erhielt er Nominierungen für den Primetime Emmy Award und den Golden Globe Award als bester Nebendarsteller.
Zwischen 2015 und 2019 spielte er die Rolle des Greg Short in der Sitcom Life in Pieces, einem Familienvater, der versucht, das Gleichgewicht zwischen Beruf und Familie zu finden.
Neben der Schauspielerei betätigte sich Colin auch als Regisseur. 2015 drehte er die Dokumentation „All Things Must Pass: The Rise and Fall of Tower Records“, die die Geschichte des legendären Musikgeschäfts beleuchtet. 2017 folgte „Eagles of Death Metal: Nos Amis (Our Friends)“, ein Dokumentarfilm über die Band Eagles of Death Metal und ihre Rückkehr nach den Terroranschlägen von Paris.
In der Miniserie The Offer (2022) spielte er Barry Lapidus, einen fiktiven Studiomanager, der an der Produktion des Films „Der Pate“ beteiligt ist. Seine Darstellung eines entschlossenen und manchmal skrupellosen Managers kam gut an.
Colin Hanks ist seit dem 8. Mai 2010 mit der Publizistin Samantha Bryant verheiratet. Das Paar hat zwei Töchter: Olivia Jane und Charlotte Bryant.
Colin ist ein begeisterter Baseball-Fan der San Francisco Giants und besuchte 2010 deren siegreiches World Series-Spiel in Texas. Zudem ist er ein Anhänger des FC Liverpool und der Sacramento Kings.
Interessanterweise sammelte er während seiner Jugendzeit Matchbox-Autos und besitzt heute eine beeindruckende Sammlung. Außerdem gründete er seine eigene Taschentuchmarke namens „Hanks Kerchiefs“.