C'est en incarnant Martin Brewer dans Sept à la maison que Tyler Hoechlin est parvenu à se faire un nom à la télévision. Il perce notamment dans la série pour ados Teen Wolf, adoré par des millions de fans dans le monde entier pour son rôle de Derek Hale. Le comédien a fait quelques apparitions au cinéma entre chaque saison du feuilleton. Il était notamment à l'affiche du film Everybody wants some de Richard Linklater. Il incarne également Superman dans la série Supergirl, et a fait des apparitions dans Arrow et Flash. Il est également apparu dans la série de science-fiction Another life, qui suit une mission d'astronaute.
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