Aaron Hilmer wurde 1999 in Freiburg im Breisgau geboren. Sein Debüt vor der Kamera gab er in dem studentischen Kurzfilm "Cowboy und Indianer" (2012). Von 2013 bis 2014 hatte er in der Kinder- und Jugendserie "Die Pfefferkörner" eine wiederkehrende Rolle als Diego, ein Mitschüler der Hauptfiguren.

In den nächsten Jahren spielte Hilmer vor allem größere und kleinere Gastrollen in diversen Fernsehserien, etwa in "Die Kanzlei" (2015), "Notruf Hafenkante" (2017; als mobbender Schüler) und "Großstadtrevier" (2017; als Ex-Schüler, der einen Lehrer als Geisel nimmt). Von 2015 bis 2016 besuchte er die "New Talent" Schauspielschule in Hamburg.

Auf der Kinoleinwand sah man Hilmer in einem kleineren Part der Gaunerkomödie "Schrotten!" (2016); in der Komödie "Einsamkeit und Sex und Mitleid" (2017) spielte er eine Nebenrolle als tiefreligiöser Teenager, der mit seiner erwachenden Sexualität ins Reine kommen will. Der experimentelle Kurz-Spielfilm "Final Stage", mit Hilmer in der Hauptrolle, lief auf der Berlinale 2017 in der Sektion Perspektive Deutsches Kino. Im gleichen Jahr sah man ihn in der Berliner "Tatort"-Folge "Amour Fou" in einer Nebenrolle als unglücklich verliebten Neuköllner Jugendlichen. Weitere Serienrollen hatte er in "Ein Fall für zwei" und "In aller Freundschaft – Die jungen Ärzte".

Seine erste Hauptrolle in einem Kinofilm spielte Aaron Hilmer in "Das schönste Mädchen der Welt" (2018), einer modernen, im Schulumfeld angesiedelten Adaption von "Cyrano de Bergerac". Beim Günter Rohrbach Preis wurde er für diese Rolle mit dem Preis des Saarländischen Rundfunks als Bester Nachwuchsschauspieler ausgezeichnet. Unter seinem Rollennamen Cyril nahm Hilmer mit der Musikerin Lea auch das Lied "Immer wenn wir uns sehn" auf, das sich in den deutschen Singlecharts platzieren konnte. 

In den nächsten Jahren arbeitete Aaron Hilmer vor allem fürs Fernsehen. So spielte er in dem Thriller "Der Auftrag" (2019) eine Hauptrolle als Teenager, der Zeuge eines Mordes wird und gemeinsam mit seinen getrennt lebenden Eltern an einem Zeugenschutzprogramm teilnimmt. In dem Dreiteiler "Preis der Freiheit" (2019) verkörperte er einen DDR-Jugendlichen, der nach missglücktem Fluchtversuch und Inhaftierung im Westen seine Mutter wiederfindet. In der Katastrophenserie "Sløborn" (2020/2022) gehörter er in der Rolle eines straffälligen Jugendlichen zum großen Ensemble. Eine feste Nebenrolle hatte er als Stiefsohn eines Bestatters in der Dramedy-Serie "Das letzte Wort" (2020).

In dem Kriminaldrama "Der Kommissar und die Wut" (2020) war er ein vermeintliches Entführungsopfer, in der Saarbrücker "Tatort"-Folge "Der Herr des Waldes" (2021) ein militanter Veganer.

Edward Berger besetzte Hilmer in einer Hauptrolle als blutjunger Weltkriegssoldat in "Im Westen nichts Neues", einer Neuverfilmung des berühmten Antikriegsromans von Erich-Maria Remarque. Die Netflix-Produktion wurde im Herbst 2022 veröffentlicht.