Geboren wurde Hayden als Sohn holländischer Einwanderer. Auf der Straße entdeckte man ihn für den Film. In mehr als 50 Streifen avancierte er zum Hollywood-Star, u.a. in Asphalt Dschungel (Regie John Huston), Johnny Guitar (Regie Nicolas Ray) und Dr. Seltsam oder Wie ich lernte, die Bombe zu lieben (Regie Stanley Kubrick).

Im 2. Weltkrieg kämpfte er an der Seite der Partisanen in Jugoslawien. 1946 trat er in die Kommunistische Partei Amerikas ein, was ihm Ärger mit dem Komitee für unamerikanische Umtriebe von McCarthy einbrachte.