Tras participar en los equipos juveniles de VfB Forstinning y el Bayern de Múnich, Hitzlsperger debutó en el fútbol profesional en el Aston Villa inglés, donde estuvo entre 2001 y 2005.
Luego fue transferido al VfB Stuttgart donde estuvo hasta 2010, jugando 125 partidos, muchos de los cuales como capitán del equipo.
Posteriormente, estuvo cortos períodos en Lazio, West Ham United, VfL Wolfsburgo y Everton.
Jugó 52 partidos por la selección adulta de Alemania, incluyendo la Eurocopa 2008.
En septiembre de 2013, Hitzlsperger anunció su retiro pese a tener 31 años, debido a sus constantes lesiones y la poca estabilidad que tuvo en los años anteriores.