Champion du monde en Moto GP en 2006 sur Honda en soufflant de peu le titre à Valentino Rossi lors de la dernière course à Valence : avec une avance de 8 points, Rossi avait chuté en début de course, laissant Hayden  (3eme) décrocher le titre. Il est ainsi devenu le septième pilote américain (après Kenny Roberts , Freddie Spencer , Eddie Lawson , Wayne Rainey , Kevin Schwantz et Kenny Roberts Jr.) à remporter le titre de champion du monde dans la catégorie reine (3eme en 2005, 6eme en 2008). Il est aussi le second pilote à remporter un titre mondial sans être leader du championnat avant le dernier Grand Prix (le premier étant Wayne Rainey en 1992). Il est également connu pour avoir mis fin à la série de victoires de cinq ans de Rossi. Trois victoires depuis ses débuts au GP du Japon en 2003 en MotoGP (28 podiums, 5 poles et 7 meilleurs tours en 216 courses). Champion des Etats-Unis de Supersport 600 en 1999 et de Superbike en 2002 (plus jeune champion de l'histoire de la discipline; 17 victoires et 13 autres podiums). En 2013 sur le circuit de Catalogne en Espagne, il a égalé le record de vitesse de pointe avec 339,4 km au volant d'une Ducati (auparavant le Brésilien Alex Barros l'avait atteint en 2004). Il a couru en de 2016 jusqu'à son décès (1 victoire pour un total de 4 podiums en 38 courses). Surnommé "The Kentucky Kid", il appartient à une famille de passionnés de moto dont son père Earl (auteur de 'The First family of Racing) et ses deux frères Tommy et Roger Lee qui courent en AMA Superbike. Le 17 mai 2017, il a été victime d'un grave accident de la route en Italie, percuté par une voiture lors d'une course à vélo. Il est décédé six jours plus tard à 35 ans.