Niña prodigio, a los 3 años se mudó a Baltimore, Maryland donde comenzó a estudiar violín un mes antes de cumplir los 4 años, en el conservatorio Peabody. Dio su primer recital en solitario a los 9 años.

Entre 1984 y 1989 estudió con Klara Berkovich. En 1990, a los 10 años de edad, fue admitida en el Curtis Institute of Music de Filadelfia, donde estudió bajo la tutela de Jascha Brodsky durante los siguientes 7 años. en 1991 hizo su debut con la Orquesta Sinfónica de Baltimore.

Su debut internacional fue en 1995, cuando interpretó junto con la Orquesta Sinfónica de la Radio de Baviera bajo la dirección de Lorin Maazel el Concierto para violín y orquesta de Beethoven.

Cumplió los requisitos para graduarse en el Curtis Institute a los 16 años, pero decidió permanecer allí algunos años más para recibir varios cursos optativos de literatura, poesía, inglés, alemán, e historia. Durante este tiempo practicó el violín con Jaime Laredo, y estudió música de cámara, contrapunto, armonía, historia de la música, y composición y dirección, aunque indicó en una entrevista que la disciplina que más le interesa es la interpretación. Se graduó en 1999.

En 1996 firmó un contrato exclusivo con Sony Classical, discográfica con la que ha grabado 5 álbumes. Tras la expiración del contrato en 2002, y debido a diferencias de criterio en sus siguientes grabaciones, Hilary decidió no renovar su contrato con Sony, para firmar en 2003 otro contrato en exclusiva con Deutsche Grammophon, compañía con la que hasta la fecha ha grabado 4 discos.

Ha recorrido el mundo entero tocando con, por nombrar algunas, la Orquesta Sinfónica de Londres, la Orquesta Filarmónica de Nueva York, o la Orquesta Sinfónica de Singapur. Aparte de su carrera como solista, ha participado en varios festivales de música de cámara.

Además, interpretó la parte de violín solista en la banda sonora de la película El Bosque (The Village), de M. Night Shyamalan, compuesta por James Newton Howard, y ha colaborado con la banda And You Will Know Us By The Trail Of Dead.

Hilary toca un violín Vuillaume de 1864 que perteneció al violinista ruso Samuel Lande, amigo de Klara Berkovich, y utiliza arcos fabricados por Paul Jombar y Emil Miquel.