Hess lahir di Frauenfeld. Ia menerima gelar kedokterannya dari Universitas Zurich pada tahun 1906 dan dilatih sebagai dokter bedah dan mata. Tahun 1912, ia meninggalkan praktik pribadinya sebagai optalmologis dan melakukan penelitian. Ketertarikannya adalah terhadap regulasi aliran darah dan respirasi. Karena ketertarikan penelitiannya yang berlanjut, ia memulai memetakan bagian diencephalon yang mengontrol organ dalam. Sejak 1917 hingga 1951, ia bekerja sebagai profesor dan direktur Departemen Institut Fisiologi di Universitas Zurich. Hess meninggal di Locarno, Swiss.
