Хансен нарадзіўся ў Бергене (Нарвегія) і вывучаў медыцыну ў Каралеўскім універсітэце Фрэдэрыка (у цяперашні час Універсітэт Осла). Ён прайшоў кароткую стажыроўку ў Нацыянальным шпіталі ў Хрысціяніі (Осла) і ў якасці ўрачы на Лафатэнскіх астравах.
У 1868 годзе Хансен вярнуўся ў Берген для вывучэння лепры і прыступіў да працы сумесна з экспертам у гэтай галіне Д. К. Даніэльсенам. На аснове эпідэміялагічных даследаванняў Хансен зрабіў выснову, што лепра з'яўляецца хваробай з канкрэтнай прычынай.
У 1870—1871 гг. Хансен наведаў Бон і Вену, каб атрымаць прафесійную падрыхтоўку, неабходную для доказу сваёй гіпотэзы. У 1873 годзе ён абвясціў аб выяўленні Mycobacterium leprae ў тканках ўсіх хворых, хоць ён не распазнаў іх як бактэрыі і атрымаў нязначную падтрымку. У 1879 годзе ён даў ўзоры тканак Альберту Нейсеру, які паспяхова афарбаваў бактэрыі і абвясціў пра свае высновы ў 1880 годзе, заявіўшы, што выявіў арганізм, які выклікае захворванне.