Уроженец Бранденбурга, Бетман-Гольвег получил образование в школе-интернате Пфорта, затем в Страсбургском, Лейпцигском и Берлинском университетах. В университете познакомился с будущим кайзером Вильгельмом II, что способствовало быстрому продвижению Бетман-Гольвега по служебной лестнице.
В 1882 занял пост обер-президента Бранденбургской провинции, в 1905 - министра внутренних дел Пруссии, с 1907 - имперского статс-секретаря по внутренним делам. В 1909, после отставки фон Бюлова, занял должность рейхсканцлера и занимал её до июля 1917. В области внешней политики предпринял попытку улучшить отношения с Россией с целью оказать давление на Англию, заключив в 1911 Потсдамское соглашение, что не принесло значительных результатов. Во время второго марокканского кризиса Бетман-Гольвег не разделял агрессивного курса статс-секретаря по иностранным делам Кидерлен-Вехтера, но не сумел оказать ему противодействия.
Только после смерти Кидерлен-Вехтера стал активно вмешиваться во внешнюю политику, стремясь наладить отношения с Великобританией. Это ему в некоторой степени удалось во время балканского кризиса 1912-1913, когда за кулисами тогдашней Лондонской конференции Бетман-Гольвег ценой уступок по вопросу о Багдадской железной дороге и компромисса по вопросу о разделе португальских колоний подписал соглашение с Англией. После этого, полагая, что отныне Германия обеспечила себе безопасность от Англии, Бетман-Гольвег взял курс на наступательную стратегию во внешней политике. Во внутренней политике лавировал между либералами и социал-демократами слева и монархистами и националистами справа, пытался мобилизовать патриотическое настроение народа обещаниями реформ, в том числе реформы прусского избирательного права, но из страха перед юнкерами тут же брал эти обязательства обратно. После убийства эрцгерцога Фердинанда в Сараево 28 июня 1914, Бетман-Гольвег и министр иностранных дел Г. фон Ягов оказали Австро-Венгрии безоговорочную поддержку Германии. Бетман-Гольвег поспешил объявить войну России (1 августа 1914), и Франции (3 августа 1914). После того как вторжение немецких войск в нейтральную Бельгию (в нарушение Лондонского договора 1839, который гарантировал нейтралитет Бельгии) вызвало объявление войны Германии со стороны Англии, Бетман-Гольвег был крайне удивлён, назвав Лондонский договор «клочком бумаги».
Бетман-Гольвег никогда не служил в армии, но после начала войны получил право ношения генеральской формы.
В ходе Первой мировой войны полностью разделял захватнические цели Германии: отторжение Польши, Курляндии, Литвы от России, аннексия Бельгии, французского побережья Северного моря, районов Брие и Лонгви - на западе. В ходе войны выступал крайне неудачно с речами то о мире, то о неограниченной подводной войне. В конце концов под влиянием документальных разоблачений лидера партии центра М. Эрцбергера о безнадёжности военного положения Бетман-Гольвег вынужден был подать в отставку в июле 1917. После отставки написал мемуары - «Размышления о мировой войне», изданные незадолго до его смерти, где задним числом стремился оправдать свои действия. Вскоре после рождества 1920 простудился и 2 января 1921 умер от острой пневмонии. Похоронен в Хоэнфинове.