Nguyễn Hoàng sinh năm 1967 tại Tân An, Long An. Ngay từ khi học cấp 3 anh đã là gương mặt nổi bật ở lĩnh vực thể thao và bắt đầu đến với nghệ thuật thứ bảy từ năm 24 tuổi, cùng thời với Lê Công Tuấn Anh, Lê Tuấn Anh… Được biết, trước khi đóng phim, Nguyễn Hoàng là một phóng viên mảng Thể thao ở báo Long An. Anh bắt đầu theo đuổi nghiệp diễn xuất vào năm 1991 sau khi được khuyến khích thử đi đóng phim vì anh có ngoại hình tốt và gương mặt sáng ăn ảnh.
Thời gian đầu, anh còn mở cửa hiệu chụp ảnh và cho thuê đồ cưới. Tuy nhiên, sau đó vài năm, anh tập trung hoàn toàn vào nghề diễn xuất. Dành hết thời gian và đam mê cho nghề diễn, Nguyễn Hoàng ít nhiều đã được đền bù xứng đáng khi đạt một số giải thưởng trong các phim như Dòng sông thao thức, Chuyến xe về sáng.
Khởi đầu đến với diễn xuất là vai công tử ăn chơi đàn đúm trong phim Đời có tên tụi mình của đạo diễn Lê Văn Duy, anh đóng vai phụ bên cạnh dàn diễn viên nổi tiếng như Công Hậu, Thái San, Quyền Linh… Với lối diễn xuất tự nhiên và nét mặt điển trai, thư sinh mà anh được các đạo diễn chú ý. Cũng nhờ đó mà anh được đạo diễn Lê Văn Duy tiếp tục mời đảm nhận vai kỹ sư khí Năm Nhơn trong phim Nàng Hương đóng cùng Lê Công Tuấn Anh. Anh đến với điện ảnh tình cờ và cũng từ đó, nghiệp diễn như một cuộc sống không thể tách rời.
Có những phim nhân vật của Nguyễn Hoàng xấu thật là xấu, chỉ toàn ăn chơi, lừa gạt, hãm hiếp, có phim cái xấu của nhân vật không lộ ra thô thiển nhưng lại ẩn giấu phía sau những hành động tử tế. Đạo diễn Lê Văn Duy từng cho rằng qua Nguyễn Hoàng những vai phản diện trở nên tinh tế, có ngoại hình đẹp, hấp dẫn nhưng bên trong lại là kẻ không ra gì, khác với cách xây dựng nhân vật kiểu giản đơn thường thấy ở phim Việt xưa nay, hễ dân đầu gấu là phải râu ria bậm trợn.
Mặc dù không nổi tiếng so với các bạn diễn cùng thời, anh lặng lẽ xuất hiện trên màn ảnh qua các vai phụ trong nhiều bộ phim ở thập niên 1990. Khi phim truyền hình bắt đầu được chú ý, Nguyễn Hoàng tham gia trong nhiều bộ phim ấn tượng và sau đó có những vai được khán giả yêu thích như Biển hát, Trái đắng, Ảo ảnh, Đất và lửa, Cao su mùa lá rụng, Thành đoàn – Bản hùng ca. Hai vai diễn nổi bật, thành công nhất của anh là vai Cử Hùng trong bộ phim Nợ đời và Bông hồng trà…
Năm 2004, Nguyễn Hoàng tham gia phim Nợ đời của đạo diễn Hồ Ngọc Xum với dàn diễn viên nổi tiếng: Việt Trinh, Mỹ Uyên, Nguyễn Hoàng, Phước Sang, Thanh Hoàng… Nguyễn Hoàng vào vai phản diện Hai Hùng gây ấn tượng mạnh bên cạnh Hai Phục của Việt Trinh. Đây là một vai có thể nói là khởi đầu cho sự thành công của anh. Sau vai diễn này, khán giả bắt đầu chú ý đến tên Nguyễn Hoàng nhiều hơn.
Diễn viên Nguyễn Hoàng được biết đến là một nam diễn viên tài năng, có thể diễn tốt cả ở vai chính diện và phản diện. Anh gây được sự chú ý với vẻ ngoài nam tính, gương mặt điển trai và đặc biệt là cách diễn xuất tinh tế, chân thật không màu mè. Với dạng vai nào anh cũng luôn lột tả được một cách chân thật nhất và tạo được dấu ấn trong giới điện ảnh Việt Nam.
Có lẽ, anh có duyên với dạng nhân vật phản diện vì có đôi mắt sâu thẳm, cặp chân mày xếch và nụ cười bên một mép môi. Có lần anh tâm sự rằng trong trí nhớ của người xem anh là một kẻ không ra gì, tuy rất hiểu nhân vật là nhân vật và diễn viên là diễn viên nhưng không ít trường hợp người ta lầm lẫn nhìn con người thật của anh qua vai diễn. Những người bạn bè thân thiết hiểu được anh là không liên quan gì đến nhân vật, anh sống chân thật, tình nghĩa và rất hiền.
Là một diễn viên tài năng, mặc dù chỉ là một tay đá ngang nhưng gần 20 năm gắn bó với phim Việt, với vai diễn đại úy tình báo Nguyễn Mạnh Cường trong phim Bông Hồng Trà ( đạo diễn Trần Ngọc Phong) đã gây ấn tượng mạnh với khán giả. Đây là một nhân vật tốt, được cách mạng cài vào hàng ngũ địch. Chỉ khi đến hết phim mọi người mới biết, còn từ đầu đến cuối viên đại úy trước mắt mọi người vẫn là một đồn trưởng, rồi leo lên tới trợ lý tổng nha cảnh sát chế độ cũ. Sau giải phóng, anh ta phải đi học tập cải tạo, bị người yêu bỏ, chịu oan trái vì người lãnh đạo trực tiếp của anh đã hy sinh không ai làm chứng. Chính vai diễn đại úy tình báo trong phim này đã đem lại hào quang thật sự cho Nguyễn Hoàng. Và ít nhiều đã gây được thiện cảm nơi người xem.
Về tình cảm cá nhân, Nguyễn Hoàng từng có cuộc tình đẹp 8 năm với một cô gái. Sau khi chia tay, cô đã kết hôn với một Việt kiều. Anh cũng đã đưa cảm xúc thật của cuộc tình này vào vai diễn đại úy tình báo Nguyễn Mạnh Cường. Theo chia sẻ của nam diễn viên, anh luôn sống hết mình khi yêu và đề cao sự chung thủy. Thời gian gần đây, Nguyễn Hoàng thỉnh thoảng chỉ tham gia một vài vai diễn nhỏ trong các bộ phim truyền hình do sức khỏe kém.
Vào tối 2/11, khán giả đã bất ngờ khi hay tin diễn viên Nguyễn Hoàng bị tai biến và phải vào khoa Mạch máu não của bệnh viện Nhân dân 115, TP HCM để cấp cứu. Được biết hiện tại tình trạng sức khỏe của nam diễn viên khá nguy kịch và anh đang phải từng giây từng phút giành giật với sự sống. Trước thông tin này, rất nhiều bạn bè, đồng nghiệp cùng người hâm mộ của diễn viên Lê Hoàng đã rất lo lắng và mong một phép màu kỳ diệu đến với nam diễn viên.