Рустэм Хамитов родился 18 августа 1954 года в селе Драченино, Кемеровской области. По национальности - башкир. Воспитывался в исламском вероисповедании. Его отец - Заки Салимович - заслуженный инженер республики, позже стал деканом сельхоз института, имел степень доктора технических наук. Мать - Раиса Синиятуловна, работала учителем математики в школе. У Хамитова есть младший брат - Рашид, он работает водителем в Уфе.
В молодости Рустэм Хамитов занимался спортивной гимнастикой, входил в сборную Башкирии. В 1971 году Хамитов окончил уфимскую среднюю школу № 115, о которой тепло отзывался. Учителя называли его одним из самых добросовестных учеников: в его аттестат попала всего одна четвёрка - по английскому языку, а по всем остальным предметам стояли твердые пятерки.
По окончании школы выбрал для поступления «Бауманку», хотя на каждое место претендовало по 10 абитуриентов, Рустэм Хамитов прошел конкурс и пополнил ряды студентов. В 1977 году окончил Московское высшее техническое училище имени Баумана по специальности «Двигатели летательных аппаратов». Впоследствии он стал Доктором технических наук по проблемам автоматизированных систем управления. Также он автор более 100 научных публикаций.
После окончания «Бауманки» Хамитов десять лет работал на Уфимском моторостроительном производственном объединении. Пришёл он туда в качестве помощника мастера, а затем был повышен до мастера и проработал на этой должности до 1978 года.
В 1978 году Хамитов решил, что хочет продолжить научную деятельность по своей специальности, после чего устроился инженером в Уфимский авиационный институт, вскоре был повышен до младшего, а затем старшего научного сотрудника.
Со временем успехи Хамитова были оценены начальством по достоинству - в 1986 году его назначили заведующим лабораторией по наземному использованию авиадвигателей. Судьба благоволила Хамитову и дальше - в 1988 году Рустэм Закиевич стал начальником научно-производственного отдела Восточного филиала Всесоюзного НИИ, занимавшегося строительством магистральных трубопроводов. Позже он защитил кандидатскую, а годами позже и докторскую диссертацию. Его специальность - автоматизированные системы управления.
Политическая карьера Рустэма Хамитова началась в конце 80-х, в период Перестройки. Человека с активной позицией, постоянно выдающего новые идеи, заметили «наверху», и в 1990 году он был избран на должность народного депутата Верховного совета Башкирской АССР.
В первую очередь его волновали проблемы рационального и эффективного использования природных ресурсов, поэтому вскоре он был назначен председателем Комиссии по проблемам экологии. В 1993 году Хамитов сложил депутатские полномочия и в течение года занимал должность директора башкортостанского Института прикладной экологии и природопользования.
В 1994 году Хамитов стал региональным Министром окружающей среды. С 1996 года он начал курировать борьбу с чрезвычайными ситуациями. В 1999 году его назначили в федеральное МЧС. В этот период в свет вышел его научный труд «Построение системы стратегического управления безопасностью населения субъекта Российской Федерации: опыт Республики Башкортостан».
Хамитову в 2000 году, предложили должность федерального инспектора в аппарате полпреда Президента в Приволжском ФО, Сергея Кириенко. Два года спустя он был повышен до и.о. заместителя полпреда, курировал вопросы межнациональных и межконфессиональных отношений на региональном уровне, координировал деятельность служб МЧС.
В феврале 2003 года Хамитов вошел в межрегиональный руководительский состав ФНС, на тот момент Министерство по налогам и сборам. Через год Хамитов занял место руководителя в «Росводресурсах», оказавшись в подчинении у федерального Министерства природных ресурсов. Эту должность он занимал до мая 2009 года, пока не снял с себя полномочия.
Новым местом работы Рустэма Хамитова стало ОАО «РусГидро» - политик занял кресло в правлении организации, начав с высокой должности заместителя председателя. Его назначение совпало с аварией на Саяно-Шушенской ГЭС 17 августа 2009 года, поэтому Рустэм Закиевич под руководством Сергея Шойгу на протяжении месяца лично участвовал в тяжёлых работах по ликвидации последствий аварии.
В июле 2010 года в отставку ушел экс-президент республики Башкортостан Муртаза Рахимов. Президент Российской Федерации Дмитрий Медведев назначил Хамитов ВрИО президента Башкортостана. Госсобрание Башкирии поддержало кандидатуру Хамитова, после чего 15 июля 2010 года он официально вступил в новую должность Президента Республики Башкортостан.
По итогам досрочных выборов 14 сентября 2014 года, Президента Республики Башкортостан, Рустэм Хамитов набрал 81,71% голосов. Явка избирателей составила 74,88 %. Церемония инаугурации избранного руководителя региона состоялась 25 сентября 2014 года в Государственном Собрании - Курултае Республики Башкортостан.
С 1 января 2015 года - Президент Республики Башкортостан - Глава Республики Башкортостан, должность переименована в соответствии с Федеральным законом «Об общих принципах организации законодательных, представительных и исполнительных органов государственной власти субъектов РФ».