Fimmel a grandi dans une ferme dans la banlieue d'Echuca, Australie. Il est parti aux États-Unis et a réussi une audition avec les responsables de Calvin Klein. Le physique relativement mince de Fimmel cassa avec l'image des anciens mannequins au corps imposant de chez Calvin Klein comme Mark Wahlberg, Antonio Sabato et Michael Bergin.
En 2003, Fimmel a été choisi pour incarner le rôle de Tarzan dans une série américaine, mais la série n'a duré que 8 épisodes. Puis, il a été choisi pour jouer dans une autre série, Rocky Point, série qui n'a finalement pas été retenue par Warner Bros.
En 2005, Travis Fimmel a été choisi pour jouer un des trois rôles principaux, dans un thriller psychologique Guests, dont l'action se déroule à Sydney en Australie. Le tournage était prévu de débuter fin août 2005. Il y incarne le rôle d'un tueur drogué qui, avec sa petite amie, vont s'en prendre à un homme agoraphobe, et le prendre en otage dans sa maison.
En 2009, il donne la réplique à Patrick Swayze dans une toute nouvelle série policière de la chaîne américaine A&E, The Beast. Il y joue un jeune agent du FBI spécialisé dans l'infiltration.
Depuis 2013, il incarne le viking Ragnar dans la série Vikings, diffusée sur History Channel.
