Hanne Harlem er født 1964 i Oslo. Hun er utdannet jurist ved Universitetet i Oslo. Hun kom fra stillingen som kommuneadvokat i Oslo (2011–2020).
Hun har tidligere erfaring som advokat hos Regjeringsadvokaten (1995–1997), sjefjurist i Kredittilsynet (1997–1998), advokat og senere assisterende direktør i Norsk Hydro (2002–2004).
Innen politikken har hun vært medlem av Oslo bystyre, politisk rådgiver i Barne- og familiedepartementet, byråd for barn og utdanning og justisminister (2000–2001). Hun har også bred ledererfaring som universitetsdirektør ved Universitetet i Oslo (2004–2007) og styreleder i Helse Sør-Øst (2007–2011).