Damien Hammouchi a commencé sa carrière artistique en étudiant à l'École nationale supérieure des arts décoratifs (ENSD) de Paris. En 2012, il a reçu le prix Gérard Philipe pour son interprétation dans la pièce "Les Nègres" de Jean Genet.
En 2013, Damien Hammouchi a fait ses débuts à la télévision en jouant dans la série "Plus belle la vie". Il y incarne le personnage de Vincent, un médecin originaire de Tunisie qui vient travailler à Sète. La même année, il a joué dans la mini-série "Le Grand Restaurant" et dans l'adaptation française de la série américaine "Californication".
En 2015, Damien Hammouchi est l'un des principaux acteurs de la série "Les Revenants", une production originale d'HBO Europe. La série est un succès critique et populaire et a été adaptée dans plusieurs pays. Damien Hammouchi incarne le personnage de Samuel, un médecin qui tente de comprendre les événements qui se produisent après la résurrection des morts à Villenave-près-Marsan.
En plus de sa carrière d'acteur, Damien Hammouchi est également réalisateur et scénariste. En 2017, il réalise son premier court métrage "L'Amour en liberté" qui a été sélectionné dans plusieurs festivals internationaux.
En 2018, Damien Hammouchi a rejoint le casting de la série "Rosemary" aux côtés d'Alice Isaumier et Jérémie Elkaïm. Il y joue le personnage de Mickaël, un homme qui tente de reconquérir l'amour de Rosemary (Isaumier), sa femme qui a été assassinée 20 ans auparavant. La même année, il réalise son deuxième court métrage "L'Événement", avec Alice Isaumier dans le rôle principal.
Damien Hammouchi est également actif sur les réseaux sociaux où il partage régulièrement des photos et vidéos de ses projets artistiques ainsi que des messages de soutien à l'égard de différentes causes sociales.