Sein deutschstämmiger Vater kämpfte für die US-Amerikaner in der Normandie, seine Brüder in Vietnam. Hanneman war der primäre Autor von Liedern wie Angel of Death und Raining Blood (beide Teil des Albums Reign in Blood). Auch die Liedtexte stammten von ihm, welche aufgrund der wertfreien Thematisierung von Ereignissen zur Zeit des Nationalsozialismus zahlreiche und lang anhaltende Kontroversen um die Band auslösten. Er benutzte Marshall-Verstärker, Jackson-Gitarren und eine eigens für ihn entwickelte ESP-Gitarre.
Im Januar 2011 erkrankte Hanneman an einer nekrotisierenden Fasziitis, welche wahrscheinlich durch den Biss einer Spinne ausgelöst wurde. Bei Auftritten von Slayer wurde er zunächst durch Gary Holt, Mitglied der Thrash-Metal-Band Exodus, und später Pat O’Brien ersetzt.
Am 2. Mai 2013 starb Hanneman an alkoholbedingter Leberzirrhose.
Hanneman war mit Kathy verheiratet. Er hatte eine Schwester und zwei Brüder.