Hans-Jochen Wagner stammt aus einer Lehrerfamilie und wurde als mittlerer von drei Brüdern im Dezember 1968 in Tübingen geboren. Er wuchs in Reutlingen auf, wo seine Mutter als anthroposophische Kunsttherapeutin arbeitete und er die Waldorfschule besuchte. Er studierte zunächst in Tübingen auf Lehramt (Fachgebiet Mathematik und Geschichte) und arbeitete nebenher als Techniker und Regieassistent am Reutlinger Theater Die Tonne. Dem schloss er ein Studium der Kulturpädagogik in Hildesheim an. Von 1994 bis 1997 absolvierte er schließlich eine Schauspielausbildung an der Hochschule für Schauspielkunst „Ernst Busch“ Berlin in Berlin. Später belegte er noch einen Filmschauspielkurs an der Filmakademie Baden-Württemberg in Ludwigsburg. 1997 wurde er ans Burgtheater Wien engagiert. 1998 gab Wagner in dem Kurzfilm Zita – Geschichten über Todsünden sein Debüt vor der Kamera. 2002 war er unter der Regie von Christoph Stark als Martin neben Harald Schrott und Lisa Martinek in dem Fernsehfilm Die Rückkehr zu sehen. Seine erste Filmhauptrolle hatte er 2003 in dem deutsch-österreichischen Spielfilm Sie haben Knut. Von 2013 bis 2021 spielte er an der Seite von Lisa Wagner und Nina Kronjäger in der ZDF-Krimireihe Kommissarin Heller in insgesamt neun Folgen den Kriminalhauptkommissar Hendrik Verhoeven.