Hans Heyerdahl kom til Drammen 2 år gammel og vokste opp der.
Hans Heyerdahl utmerket seg som en teknisk meget dyktig kunstner. Ved Verdensutstillingen i Paris i 1878 fikk han gullmedalje for sitt arbeid Adam og Evas fordrivelse fra Paradiset.
Fra 1884 arbeidet Heyerdahl i Kristiania, og han oppholdt seg i perioden fra 1885 og frem til tiden rundt århundreskiftet i Åsgårdstrand hver sommer, der han hadde kontakt med den yngre Edvard Munch. Heyerdahl ble en viktig representant for realismen i norsk kunst, og utførte portretter (blant annet av Frits Thaulow (1885, finnes hos Nasjonalgalleriet) og Knut Hamsun) og landskaper, samt flere nordiske historiske motiver.
Fra århundreskiftet arbeidet Heyerdahl igjen i Paris, der han denne gang tilbragte 6-7 år. I denne perioden utførte han en rekke mollstemte vinterbilder påvirket av nordisk nyromantikk.
Heyerdahl ble 21. januar 1904 ridder av St. Olavs Orden «for fortjenstfuld kunstnerisk virksomhet».