Родился в семье инспектора по строительству дорог Гудьона Хельги Хельгасона и его жены Сингридур Хальдорсдоттир. С трёхлетнего возраста жил с семьёй на ферме Лакснесс (то есть «Полуостров лосося»), расположенной к югу от Рейкьявика. Втайне начал писать ещё в школе под влиянием исландских саг. Дебютировал в 14 лет статьёй, вышедшей под инициалами «H.G.», в газете «Morgunbla?i?». В 1919 году под псевдонимом Хальдоур фра Лакснези вышла его первая книга на романтическую тему возвращения к природе — «Дитя природы» (Barn natturunnar). К этому моменту молодой автор уже находился в путешествиях по Европе, главным образом по Скандинавии, Германии, Австрии и Франции.
Ошеломленный разрухой в послевоенной Германии, писатель в 1922 году осел в бенедиктинском монастыре в Клерво (Люксембург). Там в 1923 году обратился из лютеранства в католичество, приняв фамилию Лакснесс (по названию места, где он вырос) и второе имя Кильян (в честь ирландского священномученика Килиана). В монастыре писатель усиленно изучал латынь, теологию и философию. Его духовный перелом нашёл отображение в исповедальном автобиографическом романе «Великий ткач из Кашмира» (Vefarinn mikli fr? Kasm?r, 1927), написанном на Сицилии. На этом произведении обнаруживается печать немецкого экспрессионизма и французского сюрреализма (в частности, Андре Бретона). Незадолго до «Великого ткача из Кашмира» писатель издал ещё несколько книг: сборник «Некоторые истории» (Nokkrar sogur, 1923), роман «Под священной горой» (Undir Helgahnuk, 1924), а также апологию католицизма — труд «С католической точки зрения» (Kapolsk vidhorf, 1925). Однако работу над начатой в это время автобиографией «Из дома я ушел» (Heiman eg for) Лакснесс закончил только к 1952 году.
Новые изменения в мировоззрении Лакснесса принесло пребывание в Северной Америке, где он провёл почти три года (1927—1929) и пробовал писать сценарии для Голливуда. Здесь он близко знакомится с бедностью и социальными конфликтами. За рассказ, в котором Лакснесс отобразил нищету исландских эмигрантов в канадской провинции Манитоба, ему вообще угрожали депортацией из страны. Отчасти под влиянием Эптона Синклера, исландский писатель проникся социалистическими идеями, свидетельством чему стала его «Народная книга» (Al?ydub?kin, 1929). В этом сборнике эссе соединились беспощадный реализм, критический взгляд на общество с левых позиций, едкая социальная сатира и богатый личный опыт, полученный во время посещения множества стран мира.
В 1930 году Лакснесс окончательно возвращается в Исландию по случаю празднования тысячелетия Альтинга. «Салка Валка» (Salka Valka, 1931—1932) открывает серию остросоциальных антикапиталистических романов, касающихся повседневной жизни трудящихся классов Исландии. Сюда можно отнести произведения «Самостоятельные люди» (Sj?lfstaett f?lk, 1934—1935) и «Свет мира» (Heimslj?s, 1937—1940). В центре эпического романа «Салка Валка» — первого, написанного после возвращения на родину, — находится судьба молодой дочери исландского рыбака, готовой бороться не только за себя, но и за других. Двухтомный роман «Самостоятельные люди: Героическая сага» выдержан в духе трагических народных преданий: его герой, фермер-овцепас, борется за выживание на необжитой ещё земле, но, столкнувшись с многими трудностями, лишениями и утратами, остаётся в одиночестве. Еще более массивная, четырёхтомная, сага «Свет мира», которую сам Лакснесс считал вершиной своего творчества, повествует о судьбе бедного поэта, о конфликте между любовью героя к красоте и гармоничности мира и его непринятием социальной несправедливости.
Помимо прозы, Лакснесс пробовал себя также в переводах, в поэзии и драматургии. Из-под его пера вышли пьеса «Короткий маршрут» (Straum-rof, 1934), поэтический сборник «Стихи» (Kvoedakver, 1930). В 1941 году писатель перевёл «Прощай, оружие!» Эрнеста Хемингуэя.
Историческая трилогия «Исландский колокол» (Islandsklukkan, 1943), «Златокудрая дева» (Hi? lj?sa man, 1944), «Пожар в Копенгагене» (Eldur i Kaupinhafn, 1946) была написана во время Второй мировой войны, на фоне которой Исландия боролась за независимость от Дании: хотя действие происходит в XVII-XVIII веках (так, один из ключевых персонажей основан на Арни Магнуссоне), когда само существование отдельного исландского народа было впервые поставлено под сомнение, но поднятые темы сохраняют свою актуальность.
Укрепившись в своих коммунистических убеждениях, писатель осуждает послевоенную моральную деградацию жителей Рейкьявика, готовых продавать свой народ за иностранное золото, в романе «Атомная станция» (At?mst??in, 1948), написанном в ответ на установление постоянной американской авиабазы в Кеблавике. Кроме того, он сатирически высмеивает милитаризм, общий для эпохи викингов и «холодной войны», в «Герпле» (Gerpla, 1952). Антивоенная сатира Лакснесса, очевидно, стала причиной внесения его в «чёрные списки» в охваченных маккартистской истерией Соединённых Штатах («Атомная станция» была издана в США только в 1982 году). Сотрудничество американских спецслужб и исландских властей привело к налоговому преследованию писателя, продолжавшемуся до 1955 года.
В лирическом романе «Рыба умеет петь» (Brekkukotsannall, 1957), пронизанном верой в достоинство и доброту человека, Лакснесс отходит от своей предыдущей манеры. Резонанс получила автобиография писателя «Поэтическая эпоха» (Skaldatimi, 1963), в которой отобразилось его разочарование в сталинизме после XX съезда КПСС и советского вторжения в Венгрию. В 1968 году вышел «визионерский роман» «Христианство под ледником» (Kristnihald undir J?kli).
Последние годы жизни Лакснесс, страдавший от болезни Альцгеймера, доживал в доме престарелых.
Лакснесс был дважды женат и имел четверых детей. Дочь писателя стала кинорежиссёром и творит в духе магического реализма, а внук является известным в Исландии исполнителем хип-хопа. В доме Халдора Кильяна исландское правительство открыло мемориальный музей.
В художественной манере Лакснесса органически сочетаются пафос и ирония, глубокий психологизм, тонкий лиризм, юмор, а также влияние эпического стиля исландских саг. В речи по случаю награждения его Нобелевской премией Лакснесс искренне благодарил известных и неизвестных древнеисландских сказителей, которые своим эпическим творчеством «создали не только один из самых красивых и изысканных языков, но и оригинальный литературный жанр».