Хаусдорф родился в Бреслау в 1868 году, но три года спустя его семья переехала в Лейпциг. В Лейпциге, а также во Фрайбурге и Берлине он изучал математику и астрономию. Хотя юношеские работы Хаусдорфа относятся к прикладным дисциплинам, в частности к астрономии и оптике, в конечном итоге он занялся теоретической математикой. Возможно, наиболее важной его работой стали «Основы теории множеств». Считается, что в этом монументальном труде, опубликованном в 1914 году, были заложены основы топологии.
Хаусдорфу не были чужды и другие интеллектуальные занятия. В юности он хотел изучать музыку и стать композитором, и даже написал несколько пьес, и часто играл на пианино.
Под псевдонимом Поль Монгре Хаусдорф публиковал стихи, философские эссе, а также сатирические театральные пьесы. Расцвет его литературного творчества пришелся на 1896–1906 годы. В 1897 году вышла из печати его первая книга — «Сан-Иларио: мысли из страны Заратустры», название которой отсылает к интересному совпадению в жизни Хаусдорфа: он начал работать над книгой в день Сан-Иларио в небольшом городе Сан-Иларио близ Генуи. Книга содержит сонеты, стихотворения и афоризмы более или менее философского содержания. Одно из них гласит: «Когда у нас нет женщины, которую можно любить, мы любим человечество, науку или вечность […] Идеализм, который всегда отмечает отсутствие чего-то лучшего, есть заменитель эротизма».
В 1898 году был издан «Хаос в космической интерпретации», где Хаусдорф защищает «трансцендентный нигилизм». Об этой книге кто-то сказал, что она слишком математическая для философа и слишком философская для математика.
На философию Хаусдорфа оказали большое влияние Ницше и Шопенгауэр. Он постулировал преимущество некой элитарной индивидуальности над эгалитарными обществами. Хаусдорф обычно перемежал сухое философское изложение менее возвышенными размышлениями об эгоизме, гедонизме, любви, страсти, музыке Моцарта и гипнозе.
Помимо сонетов в «Сан-Иларио», Хаусдорф стал автором еще одного сборника стихотворений под названием «Экстаз» (1900), в который вошли 158 произведений. Чтобы читатель мог оценить поэзию Хаусдорфа, приведем одно из его стихотворений под названием «Бесконечная мелодия» (
Наибольший успех имела его пьеса, которая называется так же, как драма испанского драматурга Педро Кальдерона де ла Барка, — «Врач своей чести», однако произведение Хаусдорфа носит намного более сатирический характер: в нем рассказывается история прусского архитектора-идеалиста, который соблазнил жену государственного советника и теперь должен сразиться с ним на дуэли. Но в назначенный день и час поединок пришлось отложить, так как дуэлянты и их секунданты были до неприличия пьяны. В результате скандала советник теряет работу, но мирится с женой. Пьеса была поставлена в Берлине и Гамбурге и, согласно хроникам, была тепло встречена зрителями.
Хаусдорф преподавал в университетах Лейпцига (1902–1910), Грайфсвальда (1913–1921) и Бонна (1910–1913 и 1921–1935). В марте 1935 года Хаусдорф вышел в отставку. Ему было уже 67, и, как он сам предвидел за несколько лет до этого, многое в Германии начало меняться.