Hilary Ann Swank est née à Lincoln (Nebraska)2. Son père, Stephen Swank, est officier dans la Garde nationale aérienne avant de devenir représentant de commerce ; sa mère est Judy Clough. Elle a un frère, Dan. Plusieurs membres de la famille Swank viennent de Ringgold County, dans l’Iowa3.
Issue d’un milieu modeste, la jeune Hilary grandit dans une maison mobile à côté du lac Samish à Bellingham, dans l’État de Washington. Elle en déménage à l'âge de 6 ans2. Elle se décrit, jeune fille, comme une « étrangère » qui pense avoir sa place « seulement en lisant un livre ou en regardant un film, et en s’identifiant aux personnages de ses fictions favorites ». Elle explique que son imaginaire d'enfant fécond et sa capacité à jouer les personnages qu'elle aimait ont nourri sa vocation d'actrice4.
À 9 ans, elle fait sa première apparition sur scène dans Le Livre de la Jungle et s'engage ensuite dans les programmes de théâtre de son école et de son quartier. Elle suit ses études secondaires au lycée de Sehome (Bellingham)5 jusqu’à ses 16 ans. Entre-temps, elle participe aux « Olympiques Juniors » ainsi qu'au championnat de natation de l’État de Washington. Elle se classe cinquième de l’État en gymnaste complète2. Cette formation sportive lui est plus tard utile pour son rôle dans Miss Karaté Kid (The Next Karate Kid).
Ses parents se séparent alors qu'elle a 13 ans2. Sa mère, soutenant le désir de sa fille de devenir comédienne, déménage avec elle à Los Angeles où elles vivent dans une voiture durant deux mois. Sa mère trouve ensuite suffisamment d'argent pour louer un appartement. Hilary Swank décrit sa mère comme l’inspiration première de sa carrière d’actrice et le modèle de sa vie6. En Californie, elle s’inscrit au lycée de South Pasadena (bien qu’elle abandonne rapidement ses études7) et commence à jouer de manière professionnelle. Elle participe aussi au loyer de l'appartement de sa mère grâce aux revenus tirés d'apparitions dans des programmes télévisés tels que Evening Shade et Growing Pains.
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