Hayden se narodila manželům Skipovi a Lesley Panettierovým v roce 1989, jako první z jejich dvou potomků. Nyní žije se svými rodiči i mladším bratrem Jansenem v New Yorku. Již odmala ji matka tlačila do showbyznysu a už v jedenácti měsících hrála v reklamách, natočila jich přes padesát a zhruba ve čtyřech letech byla vybrána do seriálu One Life to Live.
V roce 1999 byla nominována na cenu Grammy za nejlepší mluvené slovo pro děti, za namluvení filmu Život brouka na audio záznam. Měla se objevit v thrilleru Úkryt v roli dcery Jodie Foster, ale později byla nahrazena Kristen Stewartovou.
Zlom v její kariéře nastal právě po nominaci na cenu Grammy, po níž následovaly filmy Vzpomínka na Titány (s Denzlem Washingtonem), K.O. (s Timem Allenem), Vzkaz v láhvi, Život s Helenou, či Rychlý Stripes. Mezi její největší a nejznámější role patří Claire Bennetová v seriálu Heroes a Lizzie Spauldingová v Guiding Light.