Nach dem Studium der Psychologie mit Schwerpunkt Arbeits- und Organisationspsychologie promovierte Ernst Hartmann 1995 zum Dr. rer. nat. an der Fakultät für Maschinenwesen der RWTH Aachen. In den 1990er-Jahren war er am Hochschuldidaktischen Zentrum/Lehrstuhl Informatik im Maschinenbau der RWTH Aachen tätig. In diesem Zusammenhang arbeitete er einerseits in Projekten zur Studienreform und war an der Entwicklung neuer akademischer Lehr- und Lernformen beteiligt. Andererseits forschte er zu Fragen der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen und der industriellen Arbeitsorganisation.

Mitte der 1990er-Jahre war Ernst Hartmann interner Berater für Organisations- und Prozessentwicklung bei den John Deere Werken Mannheim. Er wurde 2002 in Psychologie habilitiert und erhielt die venia legendi für das Fach Arbeits- und Organisationspsychologie; seitdem ist er Privatdozent für Arbeitssystem- und -prozessgestaltung an der RWTH Aachen.

Von 2001 bis 2004 war er bei der Arbeitsgemeinschaft Betrieblicher Weiterbildungsforschung (ABWF e. V.) für die wissenschaftliche Koordination des BMBF-Programms „Lernkultur Kompetenzentwicklung“ verantwortlich.

Von 2004 bis 2016 war Ernst Hartmann Leiter des Bereichs Gesellschaft und Wirtschaft bei der VDI/VDE-IT in Berlin. Seit 2016 ist er Leiter des neu gegründeten Bereichs Bildung und Wissenschaft. Ernst Hartmann war 2007 Gründungsdirektor des iit und gehört seitdem der Leitung des iit an.