Hugo Marie de Vries nacque il 16 febbraio 1848 da Maria Everardina Reuvens e Djur Gerrit de Vries ad Haarlem, nei Paesi Bassi. Suo padre era un avvocato che in seguito ricoprì l'incarico di Primo Ministro olandese nei 1870.
Da bambino, Hugo ha rapidamente scoperto l'amore per le piante e ha anche vinto numerosi premi per i suoi progetti di botanica mentre frequentava la scuola di Haarlem e The Hauge. de Vries ha deciso di conseguire una laurea in botanica presso l'Università di Leida. Mentre studiava al college, Hugo rimase incuriosito dalla botanica sperimentale e dalla teoria dell'evoluzione e della selezione naturale di Charles Darwin. Si laureò nel 1870 all'Università di Leida con un dottorato in botanica.
Ha insegnato per un breve periodo prima di frequentare l'Università di Heidelberg per studiare chimica e fisica. Tuttavia, quell'avventura è durata solo circa un semestre prima di partire per Wurzberg per studiare la crescita delle piante. Tornò a insegnare botanica, geologia e zoologia ad Amsterdam per diversi anni mentre tornava a Würzburg durante le sue vacanze per continuare il suo lavoro con la crescita delle piante.
Nel 1875, Hugo de Vries si trasferì in Germania dove lavorò e pubblicò le sue scoperte sulla crescita delle piante. Fu mentre viveva lì che conobbe e sposò Elisabeth Louise Egeling nel 1878. Tornarono ad Amsterdam dove Hugo fu assunto come professore all'Università di Amsterdam. Non passò molto tempo prima che fosse eletto membro della Royal Academy of the Arts and Sciences. Nel 1881 gli fu conferita la cattedra in botanica. Hugo ed Elisabeth avevano un totale di quattro figli - una figlia e tre figli.
Hugo de Vries è noto soprattutto per il suo lavoro nel campo della genetica poiché il soggetto era nelle sue cosiddette fasi dell'infanzia. Le scoperte di Gregor Mendel non erano ben note al momento, e de Vries aveva fornito alcuni dati molto simili che potevano essere messi insieme alle leggi di Mendel per creare un quadro più sviluppato della genetica.
Nel 1889, Hugo de Vries ipotizzò che le sue piante avessero quello che lui chiamava pangenes. I pangeni sono quelli che oggi sono conosciuti come geni e trasportavano le informazioni genetiche da una generazione all'altra. Nel 1900, dopo che Gregor Mendel pubblicò le sue scoperte lavorando con piante di piselli, de Vries vide che Mendel aveva scoperto le stesse cose che aveva visto nelle sue piante mentre scriveva il suo libro.
Dato che de Vries non aveva il lavoro di Gregor Mendel come punto di partenza per i suoi esperimenti, fece invece affidamento su scritti di Charles Darwin che ipotizzavano come i tratti venivano tramandati dai genitori alla progenie generazione dopo generazione. Hugo decise che le caratteristiche erano trasmesse attraverso una specie di particella che i genitori davano alla prole. Questa particella fu soprannominata un pangene e il nome fu in seguito abbreviato da altri scienziati solo come gene.
Oltre a scoprire i geni, de Vries si è anche concentrato su come le specie sono cambiate a causa di quei geni. Anche se i suoi mentori, mentre era all'università e lavorava nei laboratori, non si era inserito nella teoria dell'evoluzione come scritta da Darwin, Hugo era un grande fan del lavoro di Darwin. La sua decisione di incorporare l'idea di evoluzione e un cambiamento nel tempo delle specie nella sua tesi per il suo dottorato è stata accolta con molta resistenza dai suoi professori. Ignorò la loro richiesta di rimuovere quella parte della sua tesi e difese con successo le sue idee.
Hugo de Vries ha spiegato che la specie è cambiata nel tempo molto probabilmente attraverso i cambiamenti, che ha chiamato mutazioni, nei geni. Vide queste differenze nelle forme selvagge di enotera e lo usò come prova per dimostrare che le specie sono cambiate come diceva Darwin, e probabilmente su una linea temporale molto più rapida di quanto teorizzato da Darwin. È diventato famoso nella sua vita grazie a questa teoria e ha rivoluzionato il modo in cui la gente pensava alla teoria dell'evoluzione di Darwin.
Hugo de Vries si ritirò dall'insegnamento attivo nel 1918 e si trasferì nella sua grande tenuta dove continuò a lavorare nel suo grande giardino e a studiare le piante che vi cresceva, presentando diverse scoperte che ha pubblicato. Hugo de Vries morì il 21 marzo 1935 ad Amsterdam.