Britta Hammelstein, geboren am 8. August 1981 im hessischen Friedberg, absolvierte von 2002 bis 2005 eine Schauspielausbildung an der Otto-Falckenberg-Schule in München. Danach sah man sie in verschiedenen Bühneninszenierungen, unter anderem am Theater Freiburg. Parallel dazu begann Hammelstein, auch für Fernsehen und Kino zu arbeiten. Nach ersten, kleinen Rollen wurde sie durch ihre Rolle als Tochter der Titelfigur in der Serie "Der Winzerkönig" (AT 2006-2008) einem größeren Publikum bekannt.

Von 2008 bis 2011 gehörte sie zum festen Ensemble des Berliner Maxim-Gorki-Theaters. Zur Spielzeit 2011/2012 wechselte sie ans Münchner Residenztheater. Zugleich wirkte Hammelstein neben ihrer umfangreichen Theaterarbeit kontinuierlich in Fernseh- und Kinoproduktionen mit. So spielte sie in den zwei Folgen der (kurzlebigen) Krimireihe "Hannah Mangold & Lucy Palm" (2011/2013) eine Titelrolle als junge Ermittlerin Lucy Palm; in dem Fernsehspiel "Helmut Schmidt - Lebensfragen" (2013) verkörperte sie die junge Loki Schmidt.

2013 übernahm Hammelstein in den Hamburger Folgen der Krimireihe "Tatort" eine wiederkehrende Rolle als Kollegin des eigenwilligen Kommissars Nick Tschiller (Til Schweiger). Ebenfalls 2013 hatte sie eine wichtige Kinorolle in dem viel gelobten Drama "Freier Fall" (2013), als gute Freundin und Kollegin eines heimlich homosexuellen Polizeibeamten. In dem düsteren Familiendrama "Wir Monster" (2014) sah man sie als neue Partnerin eines geschiedenen Mannes, der um jeden Preis eine Mordtat seiner pubertierenden Tochter vertuschen will.

Eine starke Fernsehrolle hatte Hammelstein auch in dem Thriller "Auf kurze Distanz" (2016) als verdeckte Ermittlerin im Milieu korrupter Sportveranstalter. Im gleichen Jahr sah man sie in "Ferien" in ihrer erste Kino-Hauptrolle: Als orientierungslose Jura-Absolventin, die während eines Urlaubs auf einer Nordseeinsel mit völlig ungeahnten Herausforderungen konfrontiert wird. "Ferien" wurde im Januar 2016 beim Filmfestival Max-Ophüls-Preis uraufgeführt und startete im Juli 2016 in den Kinos.

Hammelstein gehörte als Ehefrau des NS-Kriegsverbrechers Karl Schütte zum Ensemble des vielfach preisgekrönten Dramas "Der Hauptmann" (2017), verkörperte in "Mackie Messer – Brechts Dreigroschenfilm" die Schauspielerin Lotte Lenya, in der Komödie "Petting statt Pershing" (2018) war sie die alternativ eingestellte Lebenspartnerin eines freigeistigen Provinzlehrers.  

Im Fernsehen sah man sie in tragenden Rollen mehrerer "Tatort"-Episoden; in der schwarzhumorigen Provinzposse "Heute stirbt hier Kainer" (2021) hatte sie eine Hauptrolle als einsame Bäuerin. Für diesen Part wurde sie mit dem Hessischen Fernsehpreis für ausgezeichnet. Außerdem gehörte Hammelstein zum Ensemble der Miniserie "Faking Hitler" (2021), über die Affäre um die gefälschten Hitler-Tagebücher im Jahr 1983. 

Auf der Kinoleinwand sah man sie 2023 in der Komödie "Kommt ein Vogel geflogen" als gestresste Tierheimleiterin mit jüdischer Familie, deren neuer Papagei plötzlich Nazi-Parolen skandiert und dadurch für einige Turbulenzen sorgt.