Pfitzner war der Sohn eines Orchestergeigers und erhielt schon früh von seinem Vater Musikunterricht. Die Familie zog 1872 nach Frankfurt am Main um. Bereits mit elf Jahren komponierte der kleine Hans seine ersten Werke, 1884 entstanden die ersten überlieferten Lieder. 1886-90 studierte Pfitzner am Hochschen Konservatorium in Frankfurt Komposition bei Iwan Knorr und Klavier bei James Kwast . Er unterrichtete 1892-93 am Koblenzer Konservatorium und wurde 1894 Kapellmeister-Volontär am Stadttheater in Mainz.

1895 kamen dort die ersten größeren Werke Pfitzners zur Uraufführung, die Oper Der arme Heinrich und die Schauspielmusik zu Das Fest auf Solhaug von Henrik Ibsen. 1897 siedelte er nach Berlin über und wurde Lehrer am Sternschen Konservatorium. Er heiratete 1899 Mimi Kwast, die Tochter seines ehemaligen Klavierlehrers. 1903 wurde Pfitzner erster Kapellmeister am Berliner Theater des Westens , sein erster Sohn Paul wurde geboren.

An der Wiener Hofoper unter Gustav Mahler wurde 1905 Pfitzners zweite Oper Die Rose von Liebesgarten aufgeführt. Sein zweiter Sohn Peter wurde 1906 geboren, seine Tochter Agnes 1908. In dem gleichen Jahr zog die Familie nach Straßburg, Pfitzner leitete dort das Städtische Konservatorium und die Sinfoniekonzerte, 1910 übernahm er auch die musikalische Leitung der Straßburger Oper, 1913 wurde er Professor.

1917 wurde an der Hofoper München unter Bruno Walter die „Musikalische Legende“ Palestrina uraufgeführt, sicher Pfitzners bedeutendstes Werk. In dem Mittelpunkt steht die Auseinandersetzung des Renaissancekomponisten Giovanni Pierluigi da Palestrina mit der Kirche um die Berechtigung der Musik. Thomas Mann begrüßte die Oper enthusiastisch und gründete mit anderen 1918 den „Hans Pfitzner Verein für deutsche Tonkunst“. Doch 1917 veröffentlichte Pfitzner auch seine Schrift Futuristengefahr, einen polemischen Angriff gegen die neue Musik und insbesondere gegen Ferruccio Busonis zehn Jahre älteren Entwurf einer neuen Ästhetik der Tonkunst.

Durch die Abtretung von Elsass-Lothringen an Frankreich nachdem 1. Weltkrieg aus Straßburg vertrieben, zog Pfitzner 1919 nach Unterschondorf am Ammersee. Er wurde 1920 Leiter einer Meisterklasse für Komposition an der Preußischen Akademie der Künste. Seine romantische Kantate Von deutscher Seele (1921) nach Gedichten von Joseph von Eichendorff festigte seinen Ruf als traditionsverbundenen deutschnationalen Komponisten. Kurz darauf entstanden seine wichtigsten Instrumentalwerke, das Klavierkonzert Es-Dur (1922) und das Violinkonzert h-moll (1923). 1926 wurde er durch den Tod seiner Frau Mimi in eine schwere Schaffenskrise gestürzt, die erst 1930 mit der Chorfantasie Das dunkle Reich, einer Auseinandersetzung mit dem Sterben, beendet wurde.

Die Feiern und Ehrungen zu seinem 60. Geburtstag 1929 brachten Pfitzner noch einmal große öffentliche Anerkennung. Er verlegte 1930 seinen Wohnsitz nach München und schrieb in dem folgenden Jahr seine letzte Oper Das Herz. 1934 wurde er an der Akademie der Tonkunst in München pensioniert, wobei es zu Auseinandersetzungen mit dem preußischen Ministerpräsidenten Hermann Göring kam. 1936 starb sein Sohn Paul, in dem folgenden Jahr überwarf sich Pfitzner mit seinen Kindern Peter und Agnes.

1939 ging Pfitzner eine zweite Ehe mit Mali Stoll ein. Die Feiern und Ehrungen zu seinem 70. Geburtstag waren weit weniger spektakulär als vor zehn Jahren. 1943 wurde sein Wohnhaus in München durch Bomben zerstört und er siedelte nach Wien-Rodaun über. Nachdem seine Tochter Agnes sich bereits 1939 das Leben genommen hatte, fiel sein zweiter Sohn Peter 1944 in Russische Förderation. Pfitzner floh 1945 nach Garmisch-Partenkirchen. 1946 zog er in ein Altersheim in München-Ramersdorf. 1948 wurde er entnazifiziert, starb jedoch in dem darauffolgenden Jahr auf einer Reise in Salzburg an seinem zweiten Schlaganfall.

Hans Pfitzner ist ohne Zweifel auch über fünfzig Jahre nach seinem Tod noch stets einer der umstrittensten Komponisten. Seine Gegner sehen in ihm einen Nationalisten und verbohrten Anti-Modernisten und verübeln ihm seine Anbiederungsversuche an die nationalsozialistischen Machthaber. Doch zeigen die Werke des inspirationsgläubigen Spätromantikers große kompositorische Qualitäten und stehen mit manchen grüblerischen Sperrigkeiten einer modernen Tonsprache vielleicht sogar näher, als von ihrem Schöpfer beZieligt.

• Opern
  • Der arme Heinrich (1891-93, UA 1895)
  • Die Rose vom Liebesgarten (1897-1900, UA 1901)
  • Das Christ-Elflein op.20 (1906, UA 1906)
  • Palestrina (1912-15, UA 1917)
  • Das Herz op.39 (1930-31, UA 1931)
• Schauspielmusik
  • Das Fest auf Solhaug (1889-90)
  • Das Käthchen von Heilbronn op.17 (1905)
  • Gesang der Barden für Die Hermannsschlacht (1906)
• Orchesterwerke
  • Scherzo c-moll (1887)
  • Cellokonzert a-moll (1888)
  • Klavierkonzert Es-Dur op.31 (1922)
  • Violinkonzert h-moll op.34 (1923)
  • Sinfonie cis-moll op.36a (1932)
  • Cellokonzert G-Dur op.42 (1935)
  • Duo für Violine, Violoncello und kleines Orchester op.43 (1937)
  • Kleine Sinfonie G-Dur op.44 (1939)
  • Elegie und Reigen op.45 (1940)
  • Sinfonie C-Dur op.46 (1940)
  • Cellokonzert a-moll op.52 (1944)
  • Fantasie op.56 (1947)
• Kammermusik
  • Klaviertrio B-Dur (1886)
  • Streichquartett Nr.1 d-moll (1886)
  • Cellosonate fis-moll op.1 (1890)
  • Klaviertrio F-Dur op.8 (1896)
  • Streichquartett Nr.2 D-Dur op.13 (1902-03)
  • Klavierquintett C-Dur op.23 (1908)
  • Violinsonate e-moll op.27 (1918)
  • Streichquartett Nr.3 cis-moll op.36 (1925)
  • 5 Klavierstücke op.47 (1941)
  • Streichquartett Nr.4 c-moll op.50 (1942)
  • 6 Studien für Klavier op.51 (1943)
  • Sextett g-moll op.55 für Klavier, Klarinette, Violine, Viola, Violoncello und Kontrabass (1945)
• Chorwerke
  • Der Blumen Rache. Ballade für Alt, Frauenchor und Orchester (1888)
  • Rundgesang zu dem Neujahrsfest 1901 für Bariton, gemischten Chor und Klavier (1900)
  • Columbus für achtstimmigen Chor (1905)
  • Zwei deutsche Gesänge für Bariton und Männerchor op.25 (1915-16)
  • Von deutscher Seele. Kantate für Solostimmen, Chor, Orchester und Orgel op.28 (1921)
  • Das dunkle Reich. Chorfantasie für Solostimmen, Chor, Orchester und Orgel op.38 (1929)
  • Fons salutifer für Chor, Orchester und Orgel op.48 (1941)
  • Zwei Männerchöre op.49 (1941)
  • Drei Lieder für Männerchor und kleines Orchester op.53 (1944)
  • Urworte orphisch. Kantate für Solostimmen, Chor, Orchester und Orgel op.57 (1948-49, ergänzt von R. Rehan)
• Lieder mit Orchester
  • Herr Oluf. Ballade für Bariton und Orchester op.12 (1891)
  • Die Heinzelmännchen für Bass und Orchester op.14 (1902-03)
  • Lethe für Bariton und Orchester op.37 (1926)
• Klavierlieder
  • 6 Jugendlieder (1884-87)
  • 7 Lieder op.2 (1888-89)
  • 3 Lieder op.3 (1888-89)
  • 4 Lieder op.4 (1888-89)
  • 3 Lieder op.5 (1888-89)
  • 6 Lieder op.6 (1888-89)
  • 5 Lieder op.7 (1888-89)
  • 5 Lieder op.9 (1888-89)
  • 3 Lieder op.10 (1901)
  • 5 Lieder op.11 (1901)
  • Untreu und Trost (1903)
  • 4 Lieder op.15 (1904)
  • An den Mond op.18 (1906)
  • 2 Lieder op.19 (1905)
  • 2 Lieder op.21 (1907)
  • 5 Lieder op.22 (1907)
  • 4 Lieder op.24 (1909)
  • 5 Lieder op.26 (1916)
  • 4 Lieder op.29 (1922)
  • 4 Lieder op.30 (1922)
  • 4 Lieder op.32 (1923)
  • Alte Weisen op.33 (1923)
  • 6 Liebeslieder op.35 (1924)
  • 6 Lieder op.40 (1931)
  • 3 Sonette op.41 (1931)