Es formà a Londres, al Westminster Technical College, la St. Martin's School of Art i finalment a la Royal Academy. Mobilitzat durant la Segona Guerra Mundial, treballà com a dibuixant tècnic. Completà els estudis artístics després de la guerra, malgrat ser expulsat de la Royal Academy, i es dedicà en un principi al disseny d’exposicions d’art i a l’ensenyament del disseny gràfic al Central School of Arts and Crafts de Londres i a la Universitat de Durham de Newcastle-on-Tyne. Aquests anys féu les seves primeres exposicions a l’Institute of Contemporary Art, on amb altres artistes com ara Eduardo Paolozzi fundà l’Independent Group, que tindria un paper central en la renovació de l’art britànic de la postguerra.
Amb aquest grup organitzà les exposicions “Man Motion Machine” (1955) i “This is Tomorrow” (1956), en les quals apareixien els elements centrals de la seva obra posterior: la potència de la producció en sèrie, de la publicitat i el consum massiu, en particular de les imatges, elements als qual cal afegir la influència de Marcel Duchamp. Enfront d’aquests fenomens adoptà una posició distanciada i irònica, que posava en relleu la despersonalització i l’estereotip fins a extrems grotescos.
N'és l’exemple la seva obra més famosa, Just What Is It That Makes Today's Homes So Different, So Appealing?, un collage presentat a la segona d’aquestes exposicions i sovint considerat el primer exemple de pop-art, del qual fou també un ideòleg, en particular per l’èmfasi a eliminar els límits entre l’objecte artístic i l’objecte útil.
Entre els seus projectes posteriors destaquen les col·laboracions amb els Rolling Stones i amb els Beatles, dels quals dissenyà la coberta del novè disc (1968), conegut amb el nom d'Àlbum blanc, una sèrie d’il·lustracions per a l'Ulysses de James Joyce, que no exposà fins l’any 2002, a més de diverses obres sobre el conflicte d’Irlanda del Nord als anys vuitanta. Des del 1992 hom li dedicà diverses retrospectives. L’any 1993 representà la Gran Bretanya a la Biennal de Venècia i fou premiat amb el Lleó d’Or.
Mantingué relació amb Catalunya a través de les seves freqüents estades a Cadaqués des dels anys seixanta, on conegué Dalí i Dieter Roth, amb el qual col·laborà en nombrosos projectes. Fou també amic del cuiner Ferran Adrià, amb el qual fou coautor del llibre Menjar per pensar. Pensar per menjar (2009). L’any 2003 el MACBA presentà "Richard Hamilton. Introspectiva”, exposició a cura de Vicent Todolí.