أنهى الملك حمد دراسته الأولية في مدراس البحرين الابتدائية، ثمّ انتقل إلى مدينة كامبريدج ليدرس في مدرسة ليز الثانوية، وبعد نجاحه في الثانوية العامة درس في جامعات إنجلترا تخصّص العلوم العسكرية، وفي العام 1967م التحق بدورةٍ عسكرية في كلية مونز الحربية للضباط، وتخرج منها في العام 1968م.
في العام 1971م سافر إلى ولاية كانساس في الولايات المتحدة الامريكية ليدرس في كلية القيادة ورئاسة الأركان، وقد منح الملك وسام الحرية من قبل عمدة مدينة كانساس. وبعد مرور عامين في الولايات المتحدة الامريكية عاد الملك إلى البحرين يحمل شهادةً في قيادة الأركان بدرجة الشرف، وفي العام 1977م تعلم قيادة طائرات الهليكوبتر، وتخرج في العام 1978م قائد طيار لهذا النوع من الطائرات.
في العام 1964م في يوم 27 من شهر يونيو أصبح ولياً للعهد، وعندما تقلّد هذا المنصب كان في عمر الرابعة عشرة سنة، ومن أعماله التي قام بها أثناء توليه هذه المنصب: درس تاريخ الشعب البحريني، وتاريخ الخيل، وأسس مركزاً لتجميع الوثائق البحرينية، وفي العام 1999م بعد وفاة أمير البحرين الشيخ عيسى بن سلمان آل خليفة استلم حكم المملكة، وبعد توليه الحكم حلّ محكمة أمن الدولة، وأفرج عن جميع السجناء السياسيين، وسمح للمواطنين البحرينيين المنفيين خارج المملكة بالعودة إليها.