Vincitore di quattro titoli di campione del mondo sui 1.500 m dal 1997 al 2003, così come di tre altri titoli mondiali indoor, vince le medaglie d'oro dei 1.500 m e dei 5.000 metri durante i Giochi olimpici del 2004, ad Atene, diventando il secondo atleta della storia dopo il finlandese Paavo Nurmi a riuscire la doppietta in queste due discipline.

È l'attuale detentore dei record del mondo all'aperto dei 1.500 m (3 min 26 s 00), del miglio (3 min 43 s 13) e dei 2.000 m (4 min 44 s 79), e detiene inoltre le migliori prestazioni mondiali di tutti i tempi dei 1.500 m e del miglio indoor.

La sua dominazione sul mezzofondo mondiale si estende dal 1996 al 2004, periodo nel quale stabilisce la migliore prestazione mondiale dell'anno sui 1.500 m otto anni consecutivamente, dal 1996 al 2003, e subendo solo tre sconfitte, di cui due in finale dei Giochi olimpici del 1996 e 2000. È designato miglior atleta dell'anno dalla IAAF nel 2001, 2002 e 2003.

Hicham El Guerrouj è membro del Comitato olimpico internazionale dal 2004.