Inicià els estudis musicals amb el piano i, durant els seus anys d’estudiant es dedicà al jazz. El 1960, anà a Nova York per tocar amb el trompetista Donald Byrd. El 1962 enregistrà el disc Takin’ Off, que incloïa Watermelon Man, peça que obtingué un gran èxit comercial. L’any següent entrà al quintet de Miles Davis, en el qual desenvolupà el seu estil molt personal, que combinava blues i be-bop amb una harmonia colorista i un so exquisit. Alhora, amb els seus companys de secció rítmica, revolucionà els conceptes d’acompanyament i la interacció amb els solistes. Durant els cinc anys que passà amb Davis, Hancock compongué diversos temes que esdevindrien clàssics del repertori jazzístic, com ara Dolphin Dance i Cantaloupe Island. Del 1971 al 1973 liderà un sextet que combinava elements de jazz, rock, música africana i hindú, amb l’ús d’instruments elèctrics. A partir de l’àlbum Headhunters (1973), entrà en estils més comercials. Retornà esporàdicament al jazz acústic durant els anys vuitanta amb el seu grup V.S.O.P. Arranjà la música de la pel·lícula Round Midnight (1986), en la qual actuà i tocà. Continuà editant àlbums molt complets, com ara Gershwin’s World (1998) i Jammin’ With Herbie Hancock (2000).