Hanna Schygulla è nata nel Voivodato della Slesia, in un paese nei sobborghi di Katowice, durante l'occupazione nazista della Polonia. Durante i suoi studi di filologia germanica a Monaco di Baviera, scopre il teatro sperimentale e si lega a doppio filo con uno dei suoi animatori, Rainer Werner Fassbinder, che diventa qualche anno più tardi uno dei maggiori esponenti del cosiddetto nuovo cinema tedesco. Con lui e con altri otto soci fonda, sempre a Monaco, l'Antiteatro. Di questi anni sono le messe in scena de L'opera del mendicante (Die Bettleroper) e Paradise sorry now (Paradiso scusate tanto), entrambe con Fassbinder, Kikeriki (Chicchirichì) di Peter Stein, Blut am Hals der Katze (Sangue sulla gola del gatto), Liliom e Bremer Freiheit (Libertà di Brema) ancora con Fassbinder.
Diretta da lui, esordisce anche nel cinema nel 1969 con L'amore è più freddo della morte, primo lungometraggio di Fassbinder. Il lavoro insieme prosegue con Il fabbricante di gattini, Dei della peste, Attenzione alla puttana santa, Le lacrime amare di Petra von Kant (1972), trasposizione cinematografica del lavoro teatrale di Fassbinder, e con il prezioso bianco e nero di Effi Briest (1974), tratto dall'omonimo romanzo di Theodor Fontane. Nel 1971 lavora come assistente alla regia di Peer Raben nell'originale televisivoDie Ahnfrau (L'antenata). La recitazione di Hanna è stanca e riflessiva: soprattutto in questi primi film non si sa se l'aria trasognata e lo sguardo nel vuoto siano frutto di una imposizione registica o di una voluta tecnica di "straniamento", o se tutto derivi da una innata lentezza che fa parte del carattere della stessa Schygulla.
Scomparsa la figura carismatica di Fassbinder, con il quale aveva girato 23 film, la Schygulla non ha quasi più trovato ruoli di spessore. Nel 1986 ha avuto una piccola parte nel film d'azione Delta Force diretto da Menahem Golan. Nel 1987 è stata invece accanto a Marcello Mastroianni nella coproduzione internazionale Miss Arizona, per la regia dell'ungheresePál Sándor. Nel 1991 ha partecipato con un ruolo marginale a L'altro delitto di Kenneth Branagh.
Dal 1981 al 2014 Hanna Schygulla ha vissuto a Parigi e si è esibita anche nei teatri francesi come chanteuse, interpretando brani d'autore. Negli anni novanta ha inciso l'album Hanna Schygulla chante/singt. Nel 2007 il Reykjavík International Film Festival le ha conferito il Premio alla carriera. Dal 2015 risiede a Berlino.
Deutscher Filmpreis 1969 – Candidatura per la miglior attrice non protagonista per Scene di caccia in bassa Baviera 1971 – Miglior attrice protagonista per Whity e Mathias Kneissl 1975 – Miglior cast per Falso movimento (condiviso con tutto il cast) 1979 – Miglior attrice protagonista per Il matrimonio di Maria Braun 1981 – Candidatura per la miglior attrice protagonista per Lili Marleen 1982 – Candidatura per la miglior attrice protagonista per L'inganno 2008 – Candidatura per la miglior attrice non protagonista per Ai confini del paradiso
National Society of Film Critics 1980 – Candidatura per la miglior attrice protagonista per Il matrimonio di Maria Braun 2009 – Miglior attrice protagonista per Ai confini del paradiso
