Hartmann Grisar wurde als Sohn eines Hofbäckermeisters geboren. Er studierte von 1862 bis 1863 an der Königlichen Theologischen und Philosophischen Akademie Münster und von 1863 bis 1868 an der Theologischen Fakultät der Universität Innsbruck. 1868 empfing er die Priesterweihe und trat in Rom in den Jesuitenorden ein.

1870 flüchtete er aus dem besetzten Rom nach St. Andrae in Kärnten. 1871 wurde er zum Professor für Kirchengeschichte an der Universität Innsbruck ernannt, ab 1873 war er Ordinarius. Er wurde österreichischer Staatsbürger und wohnte in Thaur. 1876 zählte er zu den Mitbegründern der seit 1877 erscheinenden Zeitschrift für katholische Theologie in Innsbruck, deren Schriftleiter er von 1883 bis 1886 war.

Seit 1895 arbeitete Hartmann Grisar überwiegend in Rom, blieb der Universität Innsbruck jedoch als Honorarprofessor verbunden. In Rom fand er in der Papstkapelle Sancta Sanctorum im einstigen Lateranpalast einzigartige Reliquiare und Reliquien aus der Frühzeit des Christentums. 1900 wurde Hartmann Grisar Beiratsmitglied der Görres-Gesellschaft.

Von 1902 bis 1911 war Hartmann Grisar mit kirchengeschichtlichen Studien in Deutschland befasst, vor allem zur Luther-Forschung. Von 1911 bis 1925 war er Privatgelehrter in München. Als 80-Jähriger zog er sich 1925 in das Jesuitenkolleg Innsbruck zurück. Dort verstarb er 1932.