Hartlaub nacque a Brema e studiò a Bonn e Berlino, prima di laurearsi in medicina a Gottinga. Nel 1840 iniziò a collezionare e studiare uccelli esotici, che donò successivamente al Museo di Storia Naturale di Brema. Alcune di queste specie vennero descritte da lui per la prima volta. Nel 1852 con Jean Cabanis fondò un nuovo giornale, il Journal für Ornithologie.
