Hedlund  sinh ra ở Roseau, Minnesota, mẹ là Kristine Anne và bố là Robert Martin Hedlund. Anh là con út trong gia đình có ba anh em. Cha ông là người gốc Thụy Điển và mẹ ông là người gốc Na Uy và Đức. Hedlund lớn lên trên một trang trại Wannaska, Minnesota. Khi học lớp mười , anh chuyển đến sống với mẹ tại Arizona.Sau đó anh làm người mẫu cho LL Bean và Teen magazine. Năm 2003, ở tuổi mười tám, Hedlund chuyển đến Los Angeles để theo đuổi sự nghiệp diễn xuất.

Hedlund thực hiện vai diễn đầu tiên trong Troy (2004). Anh cũng đóng vai chính trong bộ phim Friday Night Lights (2004). Anh đóng vai chính cùng với Mark Wahlberg trong Four Brothers. Anh đóng vai chính trong bộ phim giả tưởng phiêu lưu Eragon. Năm 2007, anh đóng vai chính trong phim hài Georgia Rule. Anh cũng đồng đóng vai chính trong Death Sentence. Năm 2010, ông đóng vai chính trong Tron: Legacy. Hedlund cũng đóng vai chính ong bộ phim truyền hình âm nhạc Country Strong. Ông cũng đồng đóng vai chính trong On the Road (2012)