Larry Hagman wurde 1931 im texanischen Fort Worth als Sohn der später populären Schauspielerin Mary Martin und des Bezirksstaatsanwalts Benjamin Jack Hagman geboren. Als Larry fünf Jahre alt war, ließen sich seine Eltern scheiden. Als die Karriere seiner Mutter sie nach New York führte, wuchs Hagman längere Zeit bei seiner Großmutter in Los Angeles auf. Nach deren Tod folgte er der Mutter nach New York City und über Umwege auch auf die Theaterbühne. Auch nach England folgte er ihr. Dort wurde Hagman während des Korea-Kriegs eingezogen, diente bei der Air Force (hauptsächlich als Entertainer auf den Basen in Europa) und lernte seine spätere Ehefrau kennen, die aus Schweden stammende Maj - 1954 heirateten die beiden, 1956 kehrte Hagman in die USA zurück
Seinen großen Durchbruch hatte Hagman, als er 1965 die Rolle des Captain (später Major) Anthony „Tony“ Nelson in der Serie I dream of Jeannie erhielt, die als „Bezaubernde Jeannie“ auch in Deutschland noch zahlreiche Fans hat. Hagman porträtierte darin einen Astronauten, dessen Leben durch den Fund einer merkwürdigen Flasche auf den Kopf gestellt wurde. Denn darin lebte die von Barbara Eden dargestellte, magisch begabte Jeannie. Sie wollte ihrem „Meister“ jeden Wunsch erfüllen, ging dabei jedoch sehr eigenständig und -willig vor. Die Serie lief über fünf Jahre bis 1970
Durch ihren Erfolg erhielt Larry Hagman Hauptrollen in den allerdings kurzlebigen Serien The Good Life (1971/72) und Here we go Again (1973). Bis er 1978 die Rolle als J.R. Ewing in Dallas (1978) erhielt, trat er in diversen Gastrollen und zahlreichen Fernsehfilmen auf
Als J.R. porträtierte Hagman schließlich bis 1991 in 13 Staffeln den durchtriebenen und kaltschnäuzigen Öl-Industriellen, der zu einem Vorbild aller Serienbösewichter werden sollte. Die Rolle übernahm Hagman auch im Spin-off Unter der Sonne Kaliforniens und den Fernsehfilmen „Dallas - J.R. kehrt zurück“ und „Dallas - Kampf bis aufs Messer“
Nach dem Ende von Dallas trat Larry Hagman aus diversen Gründen kürzer. Sein nächstes Serienprojekt, New Orleans - Das Gesetz des Südens überdauerte nur wenige Episoden. Andererseits kamen die bereits erwähnten gesundheitlichen Probleme hinzu, der Tod seiner Mutter nach einer Krebserkrankung 1990 sowie die Tatsache, dass der Schauspieler sich mit den Einnahmen aus seiner erfolgreichen Serienzeit für ökologische Energien stark machte
2008 wurde bei seiner Ehefrau Maj Alzheimer diagnostiziert - der allmählich Verlust der Frau, die seit 54 Jahren an seiner Seite stand, setzte ihm stark zu
In den letzten Jahren hatte Larry Hagman vermehrt wieder Fernsehrollen angenommen: Einem Handlungsbogen bei Nip/Tuck (2006) folgte „Das Traumschiff“, die Desperate Housewives und schließlich eine Hauptrolle in der Fortsetzung seiner alten Erfolgsserie durch den Kabelsender TNT, Dallas (2012). Dort drehte er bis vor kurzem für die zweite Staffel, die ab Anfang Januar gezeigt wird
Larry Hagman hinterlässt zwei erwachsene Kinder (*1958, *1962). Nach einem health scare schloss sich der in jungen Jahren als starker Raucher bekannte Hagman der American Cancer Society an, später der National Kidney Foundation. 2001 veröffentlichte er seine Biografie Hello Darlin' Tall (and Absolutely True) Tales About My Life
Hagman, der sich zu langjähriger Alkoholabhängigkeit bekannt hatte, erhielt 1995 ein Lebertransplantat. Im Herbst 2011 war bei ihm Krebs diagnostiziert worden. Laut einem Statement der Familie erlag er im Alter von 81 Jahren im November 2012 Komplikationen dieser Erkrankung.