高中畢業後，哈伯先後到柏林、海德堡、蘇黎世上大學。上學期間，他還在幾個工廠中實習，得到了許多實踐的經驗。他喜愛德國農業化學之父李比希的偉大職業——化學工業。
讀大學期間，哈伯在柏林大學霍夫曼教授的指導下，寫了壹篇關於有機化學的論文，並因此獲得博士學位。1904年，哈伯在兩位企業家答應給予大力支持開始研究合成氨的工業化生產，並於1909年獲得成功，成為第壹個從空氣中制造出氨的科學家。使人類從此擺脫了依靠天然氮肥的被動局面，加速了世界農業的發展。哈伯也從此成了世界聞名的大科學家。為表彰哈伯的這壹貢獻，瑞典皇家科學院把1918年的諾貝爾化學獎頒給了哈伯。由於在第壹次世界大戰中，哈伯擔任化學兵工廠廠長時負責研制、生產氯氣、芥子氣等毒氣，並使用於戰爭之中，造成近百萬人傷亡。雖然按照他自己的說法，這是“為了盡早結束戰爭”，但哈伯這壹行徑，仍然遭到了美、英、法、中等國科學家們的譴責，哈伯的妻子伊美娃也以自殺的方式以示抗議。
壹戰結束後，哈伯又做了從海水中提取黃金的試驗，但最後宣告失敗。1934年初被派遣去巴勒斯坦德理化學研究所任職。1934年1月29日哈伯因突發心臟病逝世於瑞士的巴塞爾。