Hanns Lothar wurde am 10. April 1929 in Hannover als Hanns Lothar Neutze geboren. Seine beiden Brüder Horst-Michael Neutze und Günther Neutze waren ebenfalls als Schauspieler tätig. Schon während seiner Schulzeit stand Hanns Lothar auf der Bühne, nach dem Zweiten Weltkrieg war er von 1945 bis 1952 ein Ensemblemitglied an den Städtischen Bühnen Hannover. Von 1955 bis 1962 hatte er ein Engagement am Thalia Theater in Hamburg. Dazwischen spielte der als sensibel und wandlungsfähig geltende Darsteller am Kleinen Theater am Zoo in Frankfurt sowie am Landestheater in Hannover.

Sein Filmdebüt gab Lothar 1948 in Gustav Fröhlichs "Wege im Zwielicht". In den folgenden Jahren war er in mehreren Filmproduktionen zu sehen, während er weiterhin auch als Theaterschauspieler tätig war. So war er unter anderem in Peter Beauvais' Fernsehspiel "Das heiße Herz" von 1957, in Franz Peter Wirths TV-Adaption von Arthur Millers Stück "Tod eines Handlungsreisenden" und im Spionagedrama "Menschen im Netz" (1959) zu sehen. Sein größter Erfolg als Filmschauspieler gelang ihm 1959, als er in Alfred Weidenmanns Verfilmung von Thomas Manns Erfolgsroman "Buddenbrooks" mitwirkte. An der Seite seines Freundes und Schauspielkollegen Hansjörg Felmy verkörperte er darin die Rolle des hypochondrischen Christian Buddenbrook. Für seine Darstellung wurden ihm 1960 der Preis der deutschen Filmkritik sowie das Filmband in Silber beim Bundesfilmpreis verliehen. Ein Jahr später wurde er für sein Spiel in Wolfgang Staudtes "Der letzte Zeuge" mit dem Filmband in Gold ausgezeichnet, in dem er den Anwalt Dr. Fox spielt, der die Unschuld einer jungen Frau (Ellen Schwiers) beweisen muss.

Internationale Beachtung erlangte Hanns Lothar im Jahr 1961 durch seine Mitwirkung in der Hollywood-Produktion "One, Two, Three" ("Eins, zwei, drei"). In der von Billy Wilder inszenierten Ost-West-Komödie spielte Lothar den deutschen Assistenten Schlemmer des amerikanischen Direktors der Coca-Cola-Filiale in West-Berlin. Mit dieser komödiantischen Leistung als preußisch korrekte, spürbar nationalsozialistisch gedrillte Figur konnte Hanns Lothar abermals seine Wandlungsfähigkeit als Schauspieler unter Beweis stellen.

Mehrfach preisgekrönt, unter anderem mit einem Ernst-Lubitsch-Preis, wurde Rainer Erlers "Seelenwanderung" (1962), in dem Hanns Lothar mit seiner typischen Leichtigkeit und intuitiven Art in einer Hauptrolle zu sehen ist. Der Film basiert auf einer Parabel von Karl Wittlinger und setzt sich kritisch mit dem deutschen Wirtschaftswunder auseinander. Ursprünglich für das Fernsehen gedreht, lief der Film nach seiner Erstausstrahlung über einige Jahre in verschiedenen Programmkinos.

Herausragend war auch Lothars Darstellung im 1964 erschienenen "Flug in Gefahr". Da auf einem Linienflug die beiden Piloten aufgrund einer Lebensmittelvergiftung während des Flugs ausfallen, muss der von Hanns Lothar gespielte Passagier und ehemalige Kampfpilot George Spencer aushelfen und die Maschine sicher landen. Unterstützt wird er dabei vom Lotsen im Tower - dargestellt von Lothars Bruder Günther Neutze. An der Seite seiner beiden Brüder Günther und Horst-Michael Neutze war Hanns Lothar auch in einem kurzen Auftritt in Jürgen Rolands "Polizeirevier Davidswache" (1964) zu sehen. Seinen letzten Auftritt hatte er in der TV-Neuverfilmung "Der Tod des Handlungsreisenden" unter der Regie von Gerhard Klingenberg. Der Film wurde erst nach dem Tod von Hanns Lothar 1968 veröffentlicht.

Hanns Lothar war von 1950 bis 1954 mit der Schauspielerin Kari Noller verheiratet. Mit seiner Kollegin Elfriede Rückert, mit der er zwischenzeitlich eine Beziehung führte, bekam er 1952 seinen Sohn Marcel Werner, der später auch Schauspieler wurde. Von 1959 bis 1965 war Hanns Lothar dann in zweiter Ehe mit seiner Schauspielkollegin Ingrid Andree verheiratet, mit der er auch gemeinsam in dem Film "Sturm im Wasserglas" (1960) vor der Kamera stand. Die gemeinsame Tochter Susanne Lothar wurde ebenfalls eine gefeierte Schauspielerin. Ab 1966 war Lothar bis zu seinem Tod mit Gabriele Wiemer verheiratet.

1967 starb Hanns Lothar während der Vorbereitungen des Theaterstücks "Meuterei auf der Caine", in dem er neben einer der Hauptrollen auch zum ersten Mal die Regie übernommen hatte, überraschend an einer Nierenkolik. Er wurde 37 Jahre alt.