Geboren als Roger Lévy, Sohn des jüdischen Postbeamten Joseph Lévy, nahm Roger den Nachnamen seiner Mutter Victorine Hanin an. Sein Filmdebüt gab er nach einigen Theaterrollen 1952 in dem Drama Der Weg nach Damaskus unter der Regie von Max Glass. Nach einigen kleineren Rollen erhielt er ab Mitte der 1950er Jahre zahlreiche größere Rollen. 1960 spielte er den Carl Zumbach in Jean-Luc Godards Filmklassiker Außer Atem. Neben seiner Schauspielarbeit war Hanin Mitte der 1960er Koautor von Claude Chabrol bei einigen Spionagefilmen. In Chabrols Filmen Der Tiger liebt nur frisches Fleisch und Der Tiger parfümiert sich mit Dynamit (1964 bzw. 1965) spielte er jeweils die Titelrolle des Geheimagenten „Le Tigre“.
Ab 1974 trat er auch als Regisseur in Erscheinung und inszenierte bis einschließlich 1997 zehn Film- und Fernsehprojekte. Seine Regiearbeit Höllenzug (1985) gewann beim 14. Internationalen Filmfestival Moskau einen Sonderpreis.[1] Ab 1962 war er auch als Drehbuchautor tätig. Nach 1997 trat er nur noch im Fernsehen als Schauspieler auf; dort umfasst sein Schaffen mehr als 110 Projekte. Im späten Alter wurde er durch seine Titelrolle in der deutsch-französischen Krimireihe Kommissar Navarro populär, von der zwischen 1989 und 2009 über 100 Folgen gedreht wurden.
Mit seiner ersten Frau Lisette hatte Hanin ein Kind, die Ehe wurde geschieden. Durch seine zweite Frau Christine Gouze-Rénal (1914–2002), die Schwester von Danielle Mitterrand, mit der er von 1959 bis zu ihrem Tod im Jahr 2002 verheiratet war, wurde er Schwager des französischen Präsidenten François Mitterrand.
Roger Hanin starb 2015 im Alter von 89 Jahren an Ateminsuffizienz.