В кино с 1950 года. В 1966 году сыграл самую знаковую роль в своей кинокарьере — роль молодого лондонского фотографа Томаса в фильме выдающегося итальянского режиссера Микеланджело Антониони «Фотоувеличение» (Blow up).

В 1969 года актер эмигрирует в Австралию, где начинает свою режиссёрскую карьеру. 

Первая самостоятельная работа — фильм «В страхе убегая» (1972), также успешной стала постановка фильма «Четырнадцать» (1973). Большую известность получила картина «Прекрасный жиголо — бедный жиголо» (1978), в которой снялась в своей последней роли Марлен Дитрих, а также Дэвид Боуи, Ким Новак, сам Хеммингс.

С 1980-х годов Дэвид Хеммингс работал в качестве режиссера отдельных серий и сезонов американских и английских сериалов. В кино снимался лишь изредка. Возвратился на экран как актер в 1989 году в роли дяди Генри в картине Кена Рассела «Пробуждение желаний».

До самого конца жизни занимался живописью и музыкой, записал несколько песенных альбомов. Актера не стало 3 декабря 2003 года.