Hoàng Xuân Hãn sinh ngày 8 tháng 3 năm 1908, (tức ngày mùng 7 tháng giêng năm Mậu Thân) -trên giấy căn cước ghi sai, đề ngày 3 tháng 3 năm 1909-, tại thôn Yên Phúc, làng Yên Hồ, huyện La Sơn tỉnh Hà Tĩnh. Con cụ Hoàng Xuân Úc, tú tài Hán học, và cụ bà Lê Thị Ấu.
1914-1917: Học chữ Hán và chữ quốc ngữ trong gia đình.
1917-1921: Vào trường tiểu học Vinh (học tiếng Pháp).
1921-1922: Học lớp nhất bậc tiểu học, và đỗ bằng tiểu học ở Thanh Hóa.
1922-1926: Học trường Quốc Học Vinh (trung học đệ nhất cấp, tương đương với lớp 6 đến lớp 9 hiện giờ).
1926: Ðậu bằng Thành Chung.
1926-1927: Vào năm thứ nhất trường Bảo Hộ tức là trường Bưởi (Trung học đệ nhị cấp), tương đương với lớp 10 bây giờ. Cũng trong năm này, tự học lấy để thi bằng Tú Tài Pháp, phần 1.
1927: Ðỗ Tú Tài Pháp, phần 1 (thi nhẩy, thí sinh tự do).
1927-1928 Ðược nhận vào lớp đệ nhất ban toán (Mathématiques élémentaires, Terminale bây giờ) trường Albert Sarraut Hà Nội.
1928: Ðỗ Tú Tài Pháp, phần 2, ban toán.
1928-1930 được chính phủ Ðông Dương cấp học bổng sang Pháp để học dự bị thi vào các Trường Lớn (Grandes Ecoles). Học Mathématiques Supérieures, Mathématiques Spéciales ở lycée Saint Louis, Paris.
1930: Ðỗ concours vào các trường: Ecole Normale Supérieure, rue d'Ulm (Trường Cao Ðẳng Sư Phạm) và Ecole Polytechnique (Trường Bách Khoa). Chọn học trường Polytechnique. Bắt đầu soạn cuốn Danh Từ Khoa Học.
1932-1934: Vào học Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (Truờng Cầu Cống).
1934: Trở về Việt Nam 4 tháng.
1934: Sang Pháp. Trên chuyến tầu, gặp cô sinh viên Nguyễn Thị Bính sang Pháp học dược khoa.
1934-1936 trở lại Pháp; đậu cử nhân toán 1935, và thạc sĩ toán 1936.
1936: Kết hôn với cô Nguyễn Thị Bính, sinh ngày 6/10/1911 tại Hà Nội, sau này trở thành dược sĩ.
1936-1939 trở về nước. Dạy các lớp đệ nhất ban toán trường Bưởi. Hoàn tất cuốn Danh Từ Khoa Học.
Tham gia hội Truyền Bá Quốc Ngữ. Chống nạn thất học. Ðưa ra phương pháp mới để dậy chữ quốc ngữ. Ðặt các bài vè để học vần quốc ngữ, như:
o tròn như quả trứng gà
ô thì đội mũ, ơ thì thêm râu
1939-1944: Vì chiến tranh, trường Bưởi phải rời vào Thanh Hóa. Tại đây tìm thấy những sử liệu về La Sơn Phu Tử và Vua Quang Trung và những tấm bia nói về sự nghiệp Lý Thường Kiệt.
1942 xuất bản Danh Từ Khoa Học.
1942-1943 trong ban chủ trương báo Khoa Học, viết những bài Tính đố vui cho học sinh trên báo Khoa Học.
1943: Ðại Học Khoa Học được thành lập tại Hà Nội. Hoàng Xuân Hãn dậy Cơ học (Mécanique)
Tháng 4/1945 vua Bảo Ðại mời vào Huế để tham khảo ý kiền về việc thành lập chính phủ độc lập đầu tiên của Việt Nam.
17/4/1945: Tham dự nội các Trần Trọng Kim với chức vụ Bộ Trưởng Giáo Dục và Mỹ Thuật.
Từ 20/4/45 đến 20/6/45: Với chức bộ trưởng, thiết lập và ban hành chương trình giáo dục bằng chữ quốc ngữ ở các trường học. Áp dụng việc học và thi Tú Tài bằng tiếng Việt. Dùng tiếng Việt trong những công văn chính thức.
Chính phủ Trần Trọng Kim tại chức được 4 tháng.
Sau ngày chính phủ Trần Trọng Kim từ nhiệm, trở về dậy và viết sách toán bằng tiếng Việt, cùng cứu vãn những sách cũ, sách cổ bị đưa bán làm giấy lộn khắp đường phố Hà Nội.
1945: Bắt đầu nghiên cứu Kiều.
16/4/1946 đến 12/5/1946: Tham dự hội nghị Ðà Lạt.
19/12/1946: Pháp Việt chiến tranh. Bị kẹt ở Hà Nội. Bị Pháp gạch tên trong sổ giáo sư. Trở về với công việc nghiên cứu.
1949: Xuất bản Lý Thường Kiệt
1951 sang Paris và ở luôn bên Pháp. Trong thời kỳ 51-54 đã giúp Thư Viện Quốc Gia Pháp và các thư viện Dòng Tên ở Ý và Tòa Thánh Vatican làm thư mục về sách Việt.
Trong suốt thời kỳ ở Pháp (từ khi đi du học cho đến về sau), đã đi đến các nghĩa trang, trong các làng ở Pháp, tìm mộ bia của những người lính thợ chết ở bên này, để báo tin cho gia đình họ biết.
Vẫn tiếp tục công việc nghiên cứu, viết các bài gửi các báo Sử Ðịa (Sài Gòn, 1966-1974), tập san Khoa Học Xã Hội (Paris, 1976-1987). Ðoàn Kết (Paris, 1976-1981). Diễn Ðàn (Paris 1991-1994). Công trình đồ sộ nhất là: Nghiên cứu Kiều (từ 50 năm nay), chưa xuất bản.
1952: Xuất bản La Sơn Phu Tử.
1953: Xuất bản Chinh Phụ Ngâm Bị Khảo.
1954 sang Hội Nghị Genève, theo lời mời của các bạn Phan Anh, Vũ Văn Hiền, Nguyễn Mạnh Hà, mong mỏi một giải pháp hòa bình: một chính phủ miền Nam có thể cộng tác với chính phủ miền Bắc để thực hiện việc thống nhất đất nước.
Mất hồi 7giờ 45 ngày 10 tháng 3 năm 1996, tại bệnh viện Orsay, ngoại ô Paris. Hỏa táng chiều ngày 14/3/1996 tại nghĩa trang L'Orme des Moineaux, Les Ulis, Pháp
Tác phẩm:
Danh từ Khoa Học
Lý Thường Kiệt
Một vài ký vãng về Hội Nghị Ðà Lạt
Thiên Tình Sử Hồ Xuân Hương
Thi văn Việt Nam
La Sơn Phu Tử
Chinh Phụ Ngâm Bị Khảo
Cùng nhiều công trình nghiên cứu, biên tập và chú thích các tác phẩm văn cổ:
Nghiên cứu Kiều
Ðại Nam Quốc sử Diễn Ca (Lê Ngô Cát)
Mai Ðình Mộng ký (Nguyễn Huy Tố)
Văn tế Thập loại Chúng sinh (Nguyễn Du)