Hoàng Tăng Bí tự là Nguyên Phu, sinh năm Tân Tỵ (1833) tại làng Đông Ngạc, huyện Từ Liêm, tỉnh Hà Đông, nay thuộc quận Tây Hồ, Hà Nội.

Ông thi đỗ Á nguyên khoa Bính Ngọ (1906), song không ra làm quan mà tham gia phong trào Duy tân, đi các nơi diễn thuyết, hô hào Duy tân.

Ông tham gia Đông Kinh nghĩa thục từ đầu, sung vào ban giáo dục. Ban này chia làm ba môn: Việt văn, Hán văn, Pháp văn. Hoàng Tăng Bí cùng các ông Nguyễn Quyền, Vũ Trác, Hoàng Tích Phụng, Dương Bá Trạc, Lương Trúc Đàm, Đào Nguyên Phổ dạy Hán văn.

Hoàng Tăng Bí còn tham gia giảng bài, bình thơ vàn yêu nước, diễn thuyết ở trường Đông Kinh nghĩa thục, các phân hiệu ở Hà Nội, Hà Đông về văn thơ Phan Bội Châu, Phan Chu Trinh, Nguyễn Thượng Hiền và của nhiều nhà hoạt động cách mạng khác từ Trung Quốc, Nhật Bản gửi về. Các ông cũng đưa những bài văn thơ đăng trên Đăng cổ tùng báo và Đại Việt Tân báo là cơ quan ngôn luận của trường. Ông là một diễn giả nổi tiếng của Đông Kinh nghĩa thục.

Hoàng Tăng Bí cổ động cho việc phát triển công nghiệp thương nghiệp để phát triển kinh tế của đất nước và là người thực liệm đã cùng với Nguyễn Quyền mở cửa hàng Đông Thành Xương ở phố Hàng Gai vừa buôn bán, vừa làm công nghệ. Ông là người đầu tiên dùng những khung cửi rộng dệt xuyến hoa phù dung lớn rồi nhuộm đen. Hiệu buôn của ông còn sao tẩm chế ra trà Tàu, trà mạn, trà hộp ướp sen và giấy hoa tiên để cạnh tranh với hàng của Hoa kiều.

Đông Kinh nghĩa thục bị đóng cửa, ông thôi dạy học vẫn tiếp tục mở mang thủ công nghệ, buôn bán và vẫn giữ liên lạc với các yếu nhân, giảng viên Đông Kinh nghĩa thục đàm luận thời cuộc.

Khi vụ “Hà Thành đầu độc” nổ ra, thực dân Pháp đã gán cho những yếu nhân của Đông Kinh nghĩa thục có liên quan chủ mưu trong vụ đầu độc và liên kết với nghĩa quân Yên Thế đánh úp Hà Nội để bắt đưa đi đầy ở Côn Đảo, an trí ở các tỉnh thuộc Nam Kỳ, Cao Miên. Hoàng Tăng Bí cũng bị bắt, nhưng nhờ có nhạc gia là Cao Xuân Dục, Thượng thư bộ Hộ bảo lãnh, được tha, chỉ bị an trí ở Huế. Tại đây ông học tiếng Pháp và Toán, trở thành tinh thông.

Năm 1915 ông ra Hà Nội mở trường dạy học Pháp văn, Toán học, Khoa học thường thức. Ông cũng dạy Việt văn ở trường Tư thục Gia Long (sau đổi là Thăng Long).

Năm Canh Tuất, niên hiệu Duy Tân (1910), ông thi Hội, đậu Phó bảng, nhưng không ra làm quan.

Ông viết báo và dịch các tiểu thuyết của Pháp như Paul et Virginie của Bemadin de Saint-Pierri. Le conte de Monte Cristo đăng trên báo Trung – Bắc tân văn mà ông làm trợ bút. Ông còn soạn các vở tuồng Đệ bát tài tử hoa tiên ký (1913), Nghĩa nặng tình sâu (1926), Thù chồng nợ nước (1927). Các vở tuồng của ông đều mượn tích xưa kêu gọi đồng bào vùng lên đánh đuổi quân thù.

Hoàng Tăng Bí qua đời năm 1939.