A Lipcsei Egyetemen végzett, 1891-ben szerezte meg Ph.D. fokozatát. Ott is tanított 1910-ig, amikor a Bonni Egyetem matematikaprofesszora lett. 1913-tól 1921-ig a Greifswaldi Egyetem professzora volt. Ezután visszatért Bonnba. A nácik hatalomátvételekor a zsidó származású Hausdorff úgy vélte, megbecsült professzorként nincs veszélyben. Azonban rövidesen megbélyegezték matematikai eredményeit mint „zsidó”, „haszontalan”, „nem-német” fogalmakat és 1935-ben elvesztette állását. A németországi publikációs lehetőségeket elvesztve is folytatta matematikai kutatásait, cikkei a lengyel Fundamenta Mathematicae-ben jelentek meg. Amikor 1938-ban a Kristályéjszaka után a zsidóüldözés fokozódott, Hausdorff egyre izoláltabbá vált. Végül, 1942-ben, amikor már nem tudta elkerülni a koncentrációs tábort, feleségével és sógornőjével öngyilkos lett.