Hannes Óli Ágústsson útskrifaðist frá leikarabraut leiklistardeildar Listaháskóla Íslands vorið 2009.
Hann lék í uppsetningum Þjóðleikhússins á Lér Konungur, Allir Synir Mínir og Bjart með köflum. Einnig lék Hannes í Leigumorðinginn, Kaktus, Sek og Gullna Hliðið hjá Leikfélagi Akureyrar. Hannes hefur að auki unnið talsvert með sviðslistahópunum Hreyfiþróunarsamsteypan (Shake me, Úps!), Áhugaleikhús Atvinnumanna (Ódauðlegu verkin), Soðið Svið (Hættuför í Huliðsdal, Extravaganza), Trigger Warning (Hún Pabbi) og Óskabörn Ógæfunnar í Illska en Hannes var tilnefndur til Grímuverðlauna fyrir frammistöðu sína þar. Meðal annarra verka sem Hannes hefur leikið í á sviði má nefna Munaðarlaus, Hnykill, Ég er vindurinn og Góði Dátinn Svejk.

Meðal hlutverka í kvikmyndum og sjónvarpi má nefna þætti eins og Hæ Gosi og Stella Blómkvist, og kvikmyndirnar Bjarnfreðarson, Grimmd og Málmhaus, en Hannes hlaut tilnefningu til Edduverðlauna fyrir það hlutverk. Þá hefur Hannes verið mjög áberandi í Áramótaskaupi Sjónvarpsins undanfarin ár. Meðal erlendra verkefna má hlutverk í sjónvarpsþáttunum Sense8 og Documentary Now!.