Hanold-Lynch a quitté le domicile familial à 16 ans et a financé elle-même ses études jusqu'à l'obtention de son baccalauréat. Elle a rapidement interrompu ses études de germanistique et de psychologie à la Freie Universität Berlin pour s'installer à New York. Là, elle a suivi les cours de la Neighborhood Playhouse School of Theatre de Sanford Meisner. Elle a étudié pendant plusieurs années auprès du professeur de méthode Stanislavski Tony Greco, aux côtés de Philip Seymour Hoffman. À la Columbia University, à la Graduate Film Division, elle a travaillé avec Leonore de Koven dans un cours consacré à la direction d'acteurs au cinéma, a participé à des films d'étudiants, suivi des cours de théâtre supplémentaires et s'est produite en tant que membre fondateur d'un groupe de théâtre. Elle y a notamment joué le rôle de Roberta dans Danny and the Deep Blue Sea de John Patrick Shanley et celui d'April White dans Savage in Limbo. Hanold-Lynch a été mariée à James E. Lynch, dont elle a conservé le nom après leur séparation. En 1994, elle est retournée à Berlin. De 1999 à 2010, elle a travaillé régulièrement comme coach en jeu d'acteur, en préparation et sur les tournages de diverses productions cinématographiques et télévisées, en commençant par la série St. Angela. En tant que formatrice, elle a conçu et présenté en 2001 l'atelier en direct « Caméra roulante ! » dans le cadre de la SAT.1 Actors' Day au Festival du film de Munich, où elle coachait en direct devant la caméra de jeunes spectateurs. En 2009, elle a décidé d'entreprendre une nouvelle carrière artistique en tant qu'actrice. Parallèlement, elle a systématisé ses propres techniques de préparation de rôle et travaille depuis 2010 en tant que coach indépendante et enseignante en castings internationaux à l'iSFF (Institut für Schauspiel, Film- und Fernsehberufe Berlin). Stephen Daldry l'a encouragée lors du casting pour Le Lecteur à poursuivre sa propre carrière d'actrice, et le scénariste David Hare lui a écrit un rôle dans le scénario. Cette rencontre a marqué un tournant dans sa carrière. Depuis, elle a joué des rôles secondaires dans plusieurs grandes productions cinématographiques internationales, notamment aux côtés de Liam Neeson dans Unknown Identity, aux côtés de Tom Hanks dans Cloud Atlas, et récemment en tant que fille de Tilda Swinton et sœur d'Adrien Brody dans le Grand Budapest Hotel de Wes Anderson. En Allemagne aussi, elle démontre depuis 2009 sa polyvalence dans des productions cinématographiques et télévisées. Franziska Augstein a écrit dans la Süddeutsche Zeitung à propos de son rôle d'Else Weidt dans Un héros aveugle – L'amour d'Otto Weidt : « Ce film est du grand cinéma (...) Heike Hanold-Lynch est magnifique, incarnant l'épouse aigrie, jalouse et peu attirante de Weidt. » Aux côtés d'Edgar Selge dans le rôle titre, elle joue dans ce film, basé sur les expériences d'Inge Deutschkron pendant l'époque nazie, une femme apolitique qui cache le grand amour de son mari aux nazis. Entre autres projets cinématographiques, Friedemann Fromm l'a engagée dans la première saison de la série à succès Weissensee, récompensée par le Prix allemand de la télévision, dans le rôle de l'agent de la Stasi Erika Bergner. Pour Andres Veiel, elle a joué la mentrice de Gudrun Ensslin dans Et si c'était nous et pour Marc-Andreas Bochert dans un rôle principal en tant que juge aux côtés de Christoph Bach dans Dyslexie. En 2014, elle a notamment tourné pour le film des années 80 d'Oskar Roehler Mort aux hippies, vive le punk. Heike Hanold-Lynch vit à Berlin.