Markus Hinterhäuser wurde in La Spezia (Italien) geboren. Er studierte Klavier an der Universität für Musik und darstellende Kunst in Wien sowie an der Mozarteum Universität Salzburg und besuchte Meisterkurse unter anderem bei Elisabeth Leonskaja und Oleg Maisenberg.
Als Pianist trat Markus Hinterhäuser als Solist und Kammermusiker in den wichtigsten Konzertsälen und international renommierten Festivals der Welt auf, z. B. in der Carnegie Hall, im Wiener Musikverein und Konzerthaus sowie an der Mailänder Scala. Er trat bei den Salzburger Festspielen, den Luzerner Festspielen, den Wiener Moderne, den Festival d'Automne, den Hollandfestspielen, den Berliner Festspielen und anderen auf. Besonders hervorzuheben ist im Bereich der Liedinterpretation seine langjährige Zusammenarbeit mit Brigitte Fassbaender. Markus Hinterhäuser und der Bariton Matthias Goerne spielen den Liederzyklus Winterreise von Franz Schubert auf einer Welttournee. Diese erstaunliche Produktion, die in Zusammenarbeit mit dem südafrikanischen Künstler William Kentridge konzipiert wurde, wurde in Wien, in Moskau (Internationales Musikhaus), beim Sydney Festival, an der San Francisco Opera, in der Cité de la Musique in Paris und vielen anderen gezeigt andere renommierte Veranstaltungsorte und wurde im Dezember 2016 nach Südkorea gebracht.
Markus Hinterhäuser hat sich in den letzten Jahren auf die Interpretation zeitgenössischer Musik konzentriert, insbesondere auf Werke von Luigi Nono, Karlheinz Stockhausen, Morton Feldman, György Ligeti und Galina Ustvolskaya. Neben zahlreichen Aufnahmen für Radio und Fernsehen hat er auch das gesamte Oeuvre für Klavier von Arnold Schönberg, Alban Berg und Anton Webern sowie Kompositionen von Morton Feldman, Luigi Nono, Giacinto Scelsi, Galina Ustvolskaya und John Cage auf CD aufgenommen.
Markus Hinterhäuser hat wiederholt an Musikdrama-Produktionen von Christoph Marthaler, Johan Simons und Klaus Michael Grüber teilgenommen, darunter die Wiener Festwochen-Produktionen von Schutz vor der Zukunft(Christoph Marthaler, 2005; 2006 wiederbelebt; zahlreiche internationale Gastauftritte) und Janáček's Tagebuch von jemandem, der verschwunden ist (Klaus Michael Grüber, 2005).
Als Kulturmanager hat Markus Hinterhäuser als Mitbegründer und künstlerischer Leiter (zusammen mit Tomas Zierhofer-Kin) der Zeitfluss Reihe präsentiert von 1993 bis 2001 im Rahmen der Salzburger Festspiele. Bei den Wiener Festwochen haben Markus Hinterhäuser und Tomas Zierhofer-Kin die Zeitzone Serie, die von 2002 bis 2004 Teil des Wiener Festwochen-Programms war. Von 2007 bis 2011 war Markus Hinterhäuser für das Konzertprogramm der Salzburger Festspiele verantwortlich, gefolgt von seiner Amtszeit als künstlerischer Leiter für die Saison 2011. Von 2014 bis 2016 war er künstlerischer Leiter der Wiener Festwochen und brachte die einflussreichsten Dirigenten und Regisseure zu diesem großen Festival. Markus Hinterhäuser ist seit Oktober 2016 künstlerischer Leiter der Salzburger Festspiele. Im Mai 2019 hat der Aufsichtsrat einstimmig beschlossen, Markus Hinterhausens Vertrag als künstlerischer Leiter der Salzburger Festspiele bis September 2026 zu verlängern.