Der Nashville-Star hat bereits einige Auszeichnungen verliehen bekommen, viele davon für ihre Attraktivität, doch einige stehen auch für einen anderen Aspekt, nämlich ihren Einsatz für den Tierschutz. Unter anderem kämpft sie unermüdlich gegen das Töten von Delphinen vor der japanischen Küste.
Als Hayden Panettiere das erste Mal vor der Kamera stand, war sie noch kein Jahr alt. Im zarten Alter von elf Monaten drehte sie einen Werbespot für „Playskool“. Seitdem hat sie der Kamera nicht mehr den Rücken gekehrt.
Am 21. August 1989 wird sie in Palisades, New York, geboren. Ihre Mutter Lesley R. Vogel ist eine ehemalige Soap Opera-Schauspielerin, ihr Vater Alan Lee „Skip“ Panettiere ein Feuerwehrkapitän. Sie hat einen jüngeren Bruder, der später ebenfalls die Laufbahn des Schauspielers einschlägt, Jansen Panettiere. Die Familie hat väterlicherseits italienische Vorfahren, auf die auch der Nachname der Schauspielerin zurückgeht, der übersetzt Bäcker bedeutet. Die Familie ihrer Mutter stammt aus Indiana.
Zunächst besucht Hayden die South Orangetown Middle School in New York, doch von der neunten Stufe an wird sie bis zu ihrem Abschluss zu Hause unterrichtet. Ihr Seriendebüt gibt sie 1994 in der der langlebigen Seifenoper „One Life to Live“. 1996 landet sie eine weitere Rolle in einer Seifenoper, nämlich in „Springfield Story“ (The Guiding Light). Zwischen 1996 und 2000 ist sie in 40 Episoden der Serie zu sehen.
Bald macht Hayden Panettiere sich auch auf der großen Leinwand einen Namen. Sie spielt unter anderem kleinere Rollen in den Filmen „Liebe in jeder Beziehung“ mit Jennifer Aniston (1998) und „Message in a Bottle“ mit Kevin Costner und Robin Wright (1999). Außerdem spricht sie in dem Animationsfilm „Das große Krabbeln“ (1998) eine der Hauptfiguren.
Im Jahr 2000 ist sie an der Seite von Denzel Washington in dem Film „Gegen jede Regel“ (Remember the Titans) zu sehen. Es folgen Rollen in den Filmen „Das Halsband der Königin“ mit Hilary Swank und „Joe Jedermann“ (beide 2001) mit Tim Allen. Ein Jahr darauf macht sie einen Zwischenstopp in der Erfolgsserie Ally McBeal, wo sie über zwölf Episoden die Tochter der Titelheldin spielt. 2004 folgt die Hauptrolle in dem Drama „The Dust Factory“, außerdem eine Rolle in der Romanze „Eine Liebe auf Umwegen“ an der Seite von Kate Hudson.
2005 ist die junge Schauspielerin schwer beschäftigt. Alleine in diesem Jahr erscheint sie in den Filmen „Im Rennstall ist das Zebra los“, „Die Lügen meiner Mutter“ und „Die Eisprinzessin“, außerdem ist sie in den Serien Law & Order sowie Malcom in the Middle zu Gast. Im Jahr darauf folgt eine weitere Filmhauptrolle in „Mr. Gibb“, außerdem ist sie in den Filmen „The Architect“ (2006), „Shanghai Kiss“ (2007), „Zurück im Sommer“ (2008) sowie „I love you, Beth Cooper“ (2009) zu sehen.
Ihren Durchbruch in Hinsicht auf Serien kann sie mit ihrer Rolle als Claire Bennet in der SciFi-Serie Heroes feiern, die sie zwischen 2006 und 2010 spielt. 2011 übernimmt sie die Titelrolle in dem umstrittenen Fernsehfilm „Amanda Knox: Murder on Trial in Italy“. Darüber hinaus ist sie in den Filmen „Scream 4“ (2011) und „The Forger“ (2012) zu sehen.
Zwischen 2012 und 2018 spielt sie eine Hauptrolle in der Dramaserie Nashville, in der sie auch mit ihrem Gesang überzeugen kann. Bereits davor konnte sie als Sängerin von sich reden machen, zum Beispiel für dem Film „The Dust Factory“. Für ihre Rolle der Countrysängerin Juliette Barnes wird sie 2012 und 2013 für den Golden Globe nominiert. Nach mehreren Jahren Schauspielpause übernimmt Panettiere 2023 eine Rolle im Horrorfilm „Scream 6“.
Hayden Panettiere war von 2007 bis 2009 mit ihrem Heroes-Kollegen Milo Ventimiglia liiert. Anschließend war sie in einer Beziehung mit dem Profiboxer Wladimir Klitschko. Die freundschaftliche Trennung der beiden wurde im Mai 2011 bekanntgegeben, fanden 2013 wieder zusammen und bekamen am 9. November 2014 die gemeinsame Tochter Kaya Evdokia. Im Oktober 2015 begab sich Panettiere in Behandlung wegen postnataler Depressionen. 2018 trennte sich das dann Paar endgültig.
2022 machte die Schauspielerin ihre langjährige Alkohol- und Drogensucht öffentlich, die sie nach intensiver Behandlung besiegt haben will. Im Februar 2023 verstarb überraschend ihr jüngerer Bruder Jansen Panettiere.
Hayden Panettiere hat eine Tätowierung auf ihrer linken Körperhälfte. Dort stehen die italienischen Worte „Vivere senza rimipianti“. Dabei ist das letzte Wort falsch geschrieben, es sollte wohl „rimpianti“ heißen, übersetzt würde der Spruch dann heißen: „Ein Leben ohne Reue“.
Die Schauspielerin engagiert sich als Aktivistin. So hat sie sich unter anderem an einer Aktion gegen Delphinjagd in Japan beteiligt, die in der Dokumentation „The Cove“ zu sehen ist. 2008 überreichte sie dem norwegischen Botschafter in den USA einen Protestbrief gegen die Waljagd. Im selben Jahr hat sie sich für die Präsidentschaftskampagne von Barack Obama eingesetzt.