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Hofmann nasceu no distrito de Bensberg, em Bergisch Gladbach, e cresceu em Colônia. Sua primeira experiência diante das câmeras foi no Servicezeit, um programa noturno de revista da rede de televisão WDR Fernsehen. Ele apareceu em uma seção do programa, Die Ausflieger, que testava atividades recreativas familiares. Depois de dois anos e meio no Servicezeit, ele decidiu se tornar ator e se candidatou a uma agência de atuação. Ele foi posteriormente representado pelo Agentur Schwarz.
Em 2009, Hofmann estrelou como ator convidado a comédia dramática jurídica Danni Lowinski e a série de televisão The Lost Father. Ele também apareceu no filme para televisão Tod in Istanbul. Em 2010 ele se apresentou em Wilsberg e Alarm for Cobra 11.
O primeiro papel principal cinematográfico de Hofmann foi o titular Tom Sawyer na adaptação cinematográfica alemã de 2011 do diretor Hermine Huntgeburth do clássico romance de Mark Twain, As Aventuras de Tom Sawyer. Junto com Leon Seidel, que fez o papel de Huck Finn, ele cantou na trilha sonora do filme a música "Barfuß Gehen" ("Going Barefoot"). A sequência de Tom Sawyer, As Aventuras de Huck Finn (alemão: Die Abenteuer des Huck Finn), foi lançada em 20 de dezembro de 2012 nos cinemas alemães. Em 2013, Hofmann desempenhou um papel de ator convidado em um episódio da série de televisão Stolberg. A partir de 24 de outubro de 2013, Hofmann apareceu na comédia The Nearly Perfect Man (alemão: Der fast perfekte Mann).
Seu papel como Wolfgang no filme Sanctuary (alemão: Freistatt ) de 2015, dirigido por Marc Brummund, rendeu-lhe o Prêmio de Cinema da Baviera de 2015 como Melhor Ator Estreante e o Prêmio de Atores Alemães de 2016 (Deutscher Schauspielerpreis) na categoria estreante. Seu primeiro papel internacional como prisioneiro de guerra alemão na coprodução dinamarquesa-alemã Land of Mine (dinamarquês: Under sandet) lhe rendeu o prêmio de Melhor Ator Coadjuvante no Bodil Awards da Dinamarca em 2016. No German Film Awards de 2016 , ele recebeu o Prêmio EspecialJaeger-LeCoultre Homenagem ao Cinema Alemão apresentada para homenagear o trabalho de atores alemães em filmes internacionais.
Em 2016, Hofmann interpretou Phil em Center of My World (alemão: Die Mitte der Welt), um drama romântico sobre a maioridade dirigido por Jakob M. Erwa, baseado no romance best-seller de 1998, The Center of the World, de Andreas Steinhöfel. Ele foi agraciado com o prêmio European Shooting Stars na Berlinale 2017 pela organização European Film Promotion.
Em 2016, Hofmann foi escalado como Jonas Kahnwald em Dark, um thriller de ficção científica lançado na Netflix em 1º de dezembro de 2017. Seu personagem é um dos protagonistas e é o principal interesse amoroso da personagem Martha Nielsen. Uma segunda temporada foi lançada em 21 de junho de 2019. Uma terceira e última temporada foi lançada em 27 de junho de 2020.
Em 2022, Hofmann foi escalado como Werner Pfennig na adaptação da série Netflix All The Light We Cannot See, baseada no romance de 2014 de mesmo nome. A série se passa durante a Segunda Guerra Mundial e está prevista para ser lançada em 2 de novembro de 2023.
Em março de 2023, Hofmann se juntou ao elenco da produção Monstrous Beauty da Apple TV+. Ele também aparecerá na série Masters of the Air da Apple TV+, produzida por Tom Hanks e Steven Spielberg.
