Tyler Lee Hoechlin nació el 11 de septiembre de 1987 en Corona, California, Estados Unidos, hijo de Don Hoechlin y Lori Hoechlin. Asistió a la Universidad de Arizona y más tarde a la Universidad de California. En ambas se unió al equipo oficial de béisbol, y hasta ahora se ha mantenido dentro del equipo de esta última universidad.

Comenzó a actuar a los 9 años y en 1999 hizo el papel de Jeff Jo en la película Family Tree. Al cumplir trece años, obtuvo el papel de Michael Sullivan Jr. en la película Camino a la perdición, actuación que le valió un premio en los Saturn Awards y los Premios Phoenix Film Critics Society. Un año más tarde protagonizó la exitosa serie 7th Heaven con el papel de Martin Brewer. Después de ello, Tyler renunció momentáneamente a la actuación para dedicarse a su carrera como beisbolista, y por ello rechazó un puesto en la película Crepúsculo. Debido a una lesión de su pierna, Tyler tuvo que dejar el béisbol y regresar a la actuación. Sobre esto, comentó en una entrevista que fue como «una decisión que tomaron por mí».​ Su regreso a la pantalla grande fue con el papel de Wes Harding en la película Grizzly Rage y Shawn Hodges en la serie CSI: Miami, ambas de 2007.Entre 2008 y 2009 apareció en la película Solstice y en las series My Boys, Castle y Lincoln Heights.

En 2011, Tyler fue elegido para desarrollar el papel de Derek Hale, coprotagonista de la serie de MTV escrita por Jeff Davis, Teen Wolf, la cual está basada en la película de 1985 del mismo nombre.​ La serie se extendió por más de tres temporadas y se han hecho en total más de 48 episodios. Al respecto, ha dicho que el elenco en general se lleva muy bien y que está feliz de haber regresado a la actuación. Eventualmente durante los descansos de la serie, Tyler juega béisbol con uno de sus hermanos.​ Debido a su apretada agenda, no ha hecho ningún otro papel importante, aunque en 2012 interpretó a Ricky Hershey en la película Melvin Smarty. Ha comentado en algunas entrevistas que planea jugar béisbol profesional en un futuro cercano.​ Hoechlin abandonó Teen Wolf al finalizar la cuarta temporada para enfocar su carrera en el cine.​ En febrero de 2016, fue escogido para interpretar a Boyce Fox en Cincuenta sombras más oscuras.​ En marzo, apareció en el filme Everybody Wants Some!!, que aunque fue aclamada por la crítica, resultó ser un fracaso en taquilla. El 16 de junio, se dio a conocer que obtuvo el papel de Clark Kent/Superman durante dos episodios de la segunda temporada de Supergirl.

 

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