Installé à Rome avec sa famille, il fait de la natation de compétition aux côtés de Carlo Pedersoli (le futur Bud Spencer). En 1951, alors âgé de 12 ans, il est remarqué lors d'une compétition par le réalisateur Dino Risi qui lui offre un petit rôle dans son premier film, Vacanze col gangster (Vacances avec le gangster). Il a également pratiqué la boxe et la gymnastique artistique entre 10 et 19 ans, obtenant d'excellentes prestations dans tous ces sports.
En 1964, revenu en Allemagne, il tourne dans plusieurs séries d'aventure et des westerns, d'après des nouvelles de l'auteur allemand Karl May. En 1967, il retourne en Italie pour jouer dans Dieu pardonne... moi pas ! (1968). C'est sur ce tournage qu'il retrouve Carlo Pedersoli, devenu Bud Spencer[2] et, suivant son exemple, change son nom en Terence Hill, la convention voulant alors que les acteurs italiens de western spaghettis utilisent des pseudonymes anglophones pour faciliter l'exportation des films.
Dans les années suivantes, il joue dans de nombreux films d'action et westerns avec son partenaire Bud Spencer. Le duo remporte un certain succès en Italie et ailleurs, avec des films de série B dont les plus connus sont le western de 1971 Lo chiamavano Trinità (On l'appelle Trinita) et sa suite de 1972 Continuavano a chiamarlo Trinità (On continue à l'appeler Trinita), puis ...più forte ragazzi! (Maintenant, on l'appelle Plata).
En 1973, il joue avec Henry Fonda dans Mon nom est Personne (Il mio nome è nessuno), produit par Sergio Leone, avec comme compositeur de la musique Ennio Morricone. Terence Hill considère ce film comme son préféré. Il joue également le rôle de Lucky Luke dans un film qu'il réalise en 1991.
Depuis 2000, il incarne le bon prêtre Don Matteo dans la série télévisée italienne Un sacré détective, diffusée sur Rai Uno.
Après avoir vécu plusieurs années aux États-Unis, il revient vivre en Italie, son pays natal, dans la ville de Gubbio. Il continue à tourner et à se produire dans des séries TV italiennes dont le succès ne se tarit pas, au vu des fortes audiences régulières affichées à chaque rediffusions de celles-ci, notamment sur la Rai Uno.
Il est marié depuis 1967 à Lori Zwicklbauer, Américaine d'origine allemande, avec qui il a eu un fils, Jess Hill, né en 1969. Le couple a ensuite adopté un garçon allemand, Ross Hill, né en 1973 et décédé en 1990 accidentellement dans le Massachusetts. À la suite de cette perte, Terence Hill traverse une longue période de dépression.
Après avoir vécu plus de 30 ans aux États-Unis avec sa femme, il s'installe définitivement à Gubbio, une ville à laquelle il s'est attaché après y avoir séjourné régulièrement en raison du tournage de la série télévisée Don Matteo.
1959 : Annibal de Carlo Ludovico Bragaglia : Quintilius ; la distribution comprenait également Bud Spencer (Carlo Pedersoli), bien que le duo n'ait pas de scène ensemble
Les deux acteurs ont tourné dix-sept films ensemble (en vidéo, seize sortis en France en DVD — il manque Les Deux Missionnaires toujours inédit en DVD, sorti en VHS). Ils faisaient également partie du casting de Annibal de Carlo Ludovico Bragaglia (1959), bien que le duo n'ait pas de scène ensemble.
Bien qu'il soit italien, Terence Hill ne postsynchronisait pas sa propre voix dans la version italienne des films en duo avec Bud Spencer. De ce fait, la voix de Hill fut doublée par le comédien Pino Locchi(it).