Hannes begon zijn carrière bijLeiknir Reykjavík, waar hij tussen 2002 en 2004 drie seizoenen lang op het derde en vierde competitieniveau van IJsland speelde. In 2005 maakte hij de overstap naarUMF Afturelding, waar hij in één seizoen achttien competitiewedstrijden speelde.Stjarnan nam Hannes een jaar later over, waardoor Hannes voor het eerst uitkwam in de IJslandse tweede divisie. In het seizoen 2006 speelde hij alle wedstrijden in de1. deild karla.[1]Fram Reykjavík nam Hannes daarop over en maakte hem eerste doelman van de club. In zijn vier seizoenen bij de club miste hij geen enkele wedstrijd. In februari 2011 tekende hijtransfervrij een contract bijKR Reykjavík. Op 3 mei 2011 maakte Hannes zijn debuut voor de club in het duel tegenBreiðablik Kópavogur (2–3 winst).[2] In hetseizoen 2011 won hij met de club zowel de landstitel als hetIJslandse bekertoernooi. De kampioen leende hem in maart 2012 uit aan de Noorse clubSK Brann om daar dienst te kunnen doen als reserve voor de geblesseerde eerste doelman.[3] Hij speelde één competitiewedstrijd- uitgerekend tegen zijn latere werkgever,Sandnes Ulf (3–1 winst)[4] om vervolgens in mei terug te keren naar IJsland.
In december 2013 tekende Hannes een contract voor twee seizoenen bij Sandnes, waar hij op 30 maart 2014 zijn debuut in deTippeligaen maakte. Gedurende het seizoen, waarin Sandnes als laatste eindigde en daardoor degradeerde, incasseerde Hannes in de dertig competitieduels 53 tegendoelpunten. Viermaal behield hij eenclean sheet.[5] In het volgende seizoen speelde Hannes in de1. division, vanaf de eerste speelronde op 6 april 2015 alsaanvoerder van het elftal.[6]
Hannes Þór Halldórsson tekende in juli 2015 een contract tot medio 2017 bijN.E.C., dat net was gepromoveerd naar deEredivisie.[7] Hij begon voortvarend aanhet seizoen met acht tegendoelpunten en vier clean sheets in acht wedstrijden. Toen raakte hij echter geblesseerd en moest hij vijf maanden toekijken. In zijn afwezigheid trok N.E.C.Brad Jones aan. Na zijn revalidatie wilde Hannes in verband met hetEuropees kampioenschap voetbal 2016 inFrankrijk weer aan speelminuten komen. Hij werd daarom op 10 maart 2016 tot 18 juli van dat jaar verhuurd aanFK Bodø/Glimt uit Noorwegen. Na zijn succesvolle EK-campagne met IJsland, waarin hij de kwartfinale haalde, was er veel interesse in de keeper.
Randers FC, FK Qarabağ, Valur en Vikingur Reykjavik
Het DeenseRanders FC nam de doelman in 2016 over van N.E.C. en hij tekende een contract tot medio 2019.[8] In twee seizoenen keepte Hannes in totaal 69 wedstrijden in deSuperligaen. In juli 2018 werd hij verkocht aanFK Qarabağ uitAzerbeidzjan.[9] Daar kwam hij weinig aan bod en in april 2019 keerde hij terug naar IJsland bijValur Reykjavík. In de loop van het seizoen 2021 kwam hij door blessures minder aan bod bij de club. Nadat Valur voor het seizoen 2022 een nieuwe doelman aantrok, liet hij in november 2021 zijn nog tot eind 2023 doorlopende contract ontbinden. In maart 2022 kondigde Hannes het einde van zijn voetbalcarrière aan.[10] In juni 2022 werd hij door voormalig teamgenoot bij de nationale ploeg,Kári Árnason, op dat moment directeur voetbalzaken bijVíkingur Reykjavík, benaderd om bij die club tijdelijk als stand-in te fungeren omdat men door blessures, onder andere van de eerste doelmanIngvar Jónsson, met een keepersprobleem te kampen had. Hannes stemde in en heeft toen die rol voor het seizoen 2022 nog ingevuld, zonder dat hij in actie kwam.
Hannes Þór Halldórsson maakte zijn debuut in hetIJslands voetbalelftal op 6 september 2011 in eenkwalificatiewedstrijd voor hetEuropees kampioenschap voetbal 2012 tegenCyprus, die met 1-0 werd gewonnen door een doelpunt vanKolbeinn Sigþórsson.[11] Sindsdien was hij de vaste doelman van het nationaal elftal en speelde hij onder meer alle interlands in hetkwalificatietoernooi voor het WK 2014 (twaalf in totaal), waaronder twee in deplay-offs die in november 2013 werden verloren vanKroatië.[12] In september en oktober 2014 werd hij gedurende drie interlands niet gepasseerd, wat hem niet eerder lukte: in deEK-kwalificatie werden achtereenvolgensTurkije (3–0),Letland (0–3) enNederland (2–0) verslagen. IJsland kwalificeerde zich uiteindelijk ook voor hetEuropees kampioenschap voetbal 2016, dit was voor het eerst dat IJsland zich voor een groot eindtoernooi wist te plaatsen. Op 9 mei 2016 maaktebondscoachLars Lagerbäck bekend Hannes mee te nemen naar het Europees kampioenschap in juni en juli 2016 inFrankrijk. Hij was een van de meest ervaren spelers in de selectie.[13][14] Hannes werd doorVoetbal International op de avond van de eerste groepswedstrijd tegenPortugal, waarin IJsland de Portugezen op een 1–1 gelijkspel hield, uitgeroepen totman van de wedstrijd.[15] Door een gelijkspel tegenHongarije (1-1) en een 2-1 overwinning opOostenrijk overleefde IJsland met Hannes op het eerste EK ooit voor IJsland de groepsfase, waarna het tegenEngeland moest. Ook deze wedstrijd won IJsland sensationeel, met 2–1. Door deze overwinning gingen de IJslanders een ronde verder en kwamen ze in de kwartfinale, waarin IJsland werd uitgeschakeld door gastlandFrankrijk, dat met 5–2 won. Met IJsland kwalificeerde Hannes zich ook voor het eerst voor een WK, hetwereldkampioenschap voetbal 2018 inRusland. In de eerste poulewedstrijd tegenArgentinië stopte hij een penalty vanLionel Messi en de wedstrijd eindigde verrassend in 1-1. De wedstrijden tegenNigeria enKroatië werden verloren en IJsland werd uitgeschakeld in de poulefase.[16] In september 2021 stopte hij na 77 gespeelde interlands als international.
Naast het voetbal is Hannes actief als regisseur en producent van video's. Hij was verantwoordelijk voor de video van de IJslandse inzending voor hetEurovisiesongfestival 2012.[18] Toen hij in 2012 als full-time profvoetballer in Noorwegen ging spelen, kreeg hij een terugkeergarantie bij zijn werkgever SagaFilm.[19][20] De filmCop Secret (IJslandsLeynilögga), die in augustus 2021 debuteerde op hetInternationaal filmfestival van Locarno, is zijn regiedebuut als filmmaker. Hannes schreef ook mee aan het script.