Walter Hesse est né le à Bischofswerda, Lusace dans une famille de 12 enfants. Son père est médecin. Il suit ses études à la Kreuzschule de Dresde puis étudie la médecine à l'université de Leipzig avec de 1866 à 1870, date à laquelle il obtient son doctorat en pathologie. En 1870, il participe à la Guerre franco-allemande de 1870 et en particulier prend part à la Bataille de Saint-Privat.