1877年（明治10年）4月17日生于日本福岛县会津若松市的松平氏的御药园，出身德川氏御家门的会津松平家（亲藩大名），是原陆奥国会津藩藩主、京都守护职松平容保的第六子，母亲是容保的侧室名贺（川村源兵卫之女）。自幼进入学习院（华族子弟教育机构）和旧制第一高等学校学习。

1902年（明治35年）7月毕业于东京帝国大学法科大学（今东京大学法学部）政治学科毕业。同年10月20日通过外交官及领事官试验合格，以第一名成绩被外务省录取。同年10月29日任外交官补，叙高等官七等、赐五级俸，从此开始了他的职业外交生涯。

1903年（明治36年）3月20日派驻英国。1905年（明治38年）4月20日赐四级俸。1906年（明治39年）4月23日叙高等官六等、赐三级俸。1906年（明治39年）秋在欧洲与锅岛直大侯爵的女儿锅岛信子结婚。1907年（明治40年）3月28日任日本驻英国大使馆书记官，叙高等官六等、赐三级俸。1907年（明治40年）9月3日派驻法国在勤，同年9月30日赐二级俸，同年11月18日派驻英国在勤。1908年（明治41年）12月22日叙高等官五等，赐三级俸。1909年（明治42年）12月28日赐二级俸。1910年（明治43年）9月2日任日本驻英国大使馆二等书记官，叙高等官五等、赐二级俸。同年12月27日赐一级俸。1911年（明治44年）6月3日从英国召回待命，受任临时从事外务省事务。同年6月30日升叙高等官四等、赐三级俸。同年12月28日赐二级俸。

1912年（明治45年）4月19日任日本驻中国大使馆二等书记官。1914年（大正3年）6月26日任日本驻天津总领事，叙高等官四等、赐二级俸。1915年（大正4年）12月27日升叙高等官三等、赐二级俸。1917年（大正6年）6月30日赐一级俸。1918年（大正7年）8月5日任日本驻美国大使馆参事官，叙高等官二等、赐三级俸。1918年（大正7年）8月日本参加西伯利亚干涉（协约国武装干涉苏俄内战），1918年（大正7年）8月16日被从美国召回，任浦盐派遣军政务部长，随军赴苏俄远东地区。1920年（大正9年）11月4日被免去浦盐派遣军政务部长。

1920年（大正9年）11月7日任日本外务省欧美局长，叙高等官二等。1920年（大正9年）12月25日任外务省所管事务政府委员。1921年（大正10年）4月16日任临时条约改正调查委员会委员。1921年（大正10年）8月4日任高等文官试验临时委员。1921年（大正10年）9月27日随日本全权代表（加藤友三郎、德川家达、币原喜重郎）赴美国参加华盛顿会议，参与具体程序事务的处理。1922年（大正11年）3月11日任外务省所管事务政府委员。1922年（大正11年）7月1日升叙高等官一等。1922年（大正11年）8月11日——1922年（大正11年）9月11日任高等文官试验委员。1922年（大正11年）9月24日任救恤审查会审查委员。1922年（大正11年）12月25日任外务省所管事务政府委员。1923年（大正12年）1月23日任高等文官试验常任委员·第二部常任委员。

1923年（大正12年）9月26日任外务省次官兼情报部长、临时调查部长。1923年（大正12年）10月9日任海事委员会委员。1923年（大正12年）10月18日任帝都复兴院参与官。1923年（大正12年）11月5日任国有财产调查会委员。1923年（大正12年）11月22日任文官高等惩戒委员会预备委员。1923年（大正12年）12月10日任外务省所管事务政府委员。1923年（大正12年）12月28日任对华文化事业调查会委员。1924年（大正13年）1月25日任中央统计委员会委员。1924年（大正13年）6月27日任外务省所管事务政府委员。

1924年（大正13年）12月18日任日本驻美国特命全权大使。当时他的海军武官是山本五十六。1928年（昭和3年）7月24日转任日本驻英国特命全权大使。1929年（昭和4年）8月21日任日本帝国全权代表，赴瑞士日内瓦万国宫参加国际联盟大会第十次会议。1929年（昭和4年）10月18日任日本全权委员，与前首相若槻礼次郎、海军大臣财部彪、外务省情报部长斋藤博、日本驻国联代表永井松三组成日本代表团，参加伦敦限制海军军备会议，他辅佐首席全权代表若槻礼次郎，达成缔结《限制和削减海军军备条约》（《伦敦海军条约》）。1930年（昭和5年）5月17日作为日本代表参加在瑞士日内瓦召开的国际联盟大会第十一次会议。1930年（昭和5年）12月15日任日本帝国代表委员，参加《维持红海灯塔关系条约》的签署调印。1931年（昭和6年）8月10日任日本帝国代表委员，参加《德国与协约各国关于延期支付赔偿的条约》的签署调印。1931年（昭和6年）12月9日任日本全权委员，参加日内瓦常规裁军会议和第二次日内瓦海军裁军会议。1933年（昭和8年）5月2日任日本全权委员，参加伦敦经济会议。

在外交上，松平恒雄倾向缓和与英美的关系，是与币原喜重郎并列的亲英美系的知名外交官，主张“协调外交”。第一次伦敦海军条约签订时，在伦敦的日本大使馆主力成员是：大使松平恒雄、陆军武官前田利为侯爵、海军武官岛津忠重公爵，结果被当时的人们开玩笑：“日本政府是想在伦敦开幕府啊？”（以上三人之中，松平出身德川御家门，前田是加贺前田氏的当主，岛津是萨摩岛津氏的当主）。

1928年（昭和3年）9月28日，松平恒雄的长女松平节子（势津子）与昭和天皇的皇弟秩父宫雍仁亲王结婚，按照当时的皇室典范，皇族之王妃必须来自皇族或华族，但松平恒雄却是平民的身份（平民籍）。如果按照父亲的族籍是不能嫁入皇室的，所以节子过继为叔叔松平保男（子爵、海军少将）的养女，在结婚前获得华族的身份。这桩婚姻打破了戊辰战争以后贼藩和皇军的界限，昔日“逆贼”、“朝敌”领袖松平容保的孙女嫁入皇室，意味着旧会津藩的士族彻底复权，会津人无不感激涕零。大正天皇的四位皇子（昭和天皇·秩父宫雍仁亲王·高松宫宣仁亲王·三笠宫崇仁亲王）的正妻，除三笠宫妃百合子之外，其他三位（香淳皇后·秩父宫妃势津子·高松宫妃喜久子）皆出自佐幕派巨头的子孙，这几桩婚事都是在皇太后（贞明皇后）的授意安排下促成的。

1936年（昭和11年）3月6日，松平恒雄任宫内大臣。同年3月9日兼任公刊《明治天皇纪》编修委员会委员长。同年4月6日补议定官。同年9月14日，昭和天皇行幸北海道，随侍供奉。同年10月15日随侍供奉昭和天皇御临海军特别大演习并观舰式及行幸海军兵学校。1937年（昭和12年）7月3日随侍供奉行幸叶山。1942年（昭和17年）12月10日随侍供奉天皇行幸参拜明治神宫。1943年（昭和18年）6月24日，昭和天皇与皇弟高松宫宣仁亲王登临武藏号战列舰视察，内大臣木户幸一、宫内大臣松平恒雄、侍从长百武三郎、侍从武官长莲沼蕃随侍供奉。

松平恒雄原本被拟定出任内大臣，“二·二六事件”之后，秩父宫及其岳父被有关方面视作青年将校的中心，反对松平恒雄就任内大臣。因此只能转任主管皇室事务而与国政没有太大关系的宫内大臣（相当于清朝的总管内务府大臣），作为资深外交官，积极开展与英国王室的宫廷外交。虽说宫内大臣作为宫内省的主官，也是“常侍辅弼”的重臣之一，但其职责和效果终究有限，影响力和作用远不及协调宫府、奏荐首相的内大臣。

松平恒雄担任宫内相长达9年零3个月，直至太平洋战争后期的1945年（昭和20年）6月，因东京大轰炸期间，东京皇居（明治宫殿）的一部分建筑设施在美军的空袭下受损，松平恒雄引责辞职，1945年（昭和20年）6月4日依愿免本官，退官后特赐“前官礼遇”（大臣の礼遇）成为重臣。同年6月6日任帝室经济顾问、公刊《明治天皇纪》编修委员会顾问。

二战结束后，松平恒雄并没有在政治上沉寂，相反，由于他在战前的亲英美派的背景，与币原喜重郎、吉田茂都被美国占领当局视作“可以合作的伙伴”，得以活跃于战后初期的日本政坛。1946年（昭和21年）6月10日——1947年（昭和22年）3月27日任枢密顾问官。1946年（昭和21年），鸠山一郎受到驻日盟军最高司令部（GHQ）的“公职追放”处分后，松平恒雄成为日本自由党（执政党）的后继总裁的候选人之一。1947年（昭和22年）4月20日举行第一届日本参议院议员通常选举（全国普选），松平恒雄在会津故地的福岛县选区以无党籍人士身份参选并当选，1947年（昭和22年）5月3日就任参议员，当选后属绿风会（参院院内会派）。1947年（昭和22年）5月20日当选为日本国国会参议院第一代参议长。

松平恒雄所在的绿风会一度是参议院最大的政治团体，在日本第一届参议院中，排名第一的日本社会党占47个议席，日本自由党39席、民主党29席、国民协同党10席、日本共产党4席、其他党派13席，而包括松平在内的无所属（无党籍）议员则有111人，形成了最大势力。无所属议员大部分脱胎于战前的保守势力，对战后新兴政党抱有成见，试图建立一个超越政党的会派，效法原贵族院的模式在参议院构建明显区别于众议院、不偏不党的统一会派的运行机制。1947年（昭和22年）5月17日，无所属的参议院议员以保守系为中心结成院内会派“绿风会”，会员74人。同年5月20日第1回参议院本会议召开时，“绿风会”会员增加至92名参议员，主要来自以旧华族为中心的原贵族院议员、官僚出身者、文化人。“绿风会”打出新宪法的精神的旗号，排斥左右两极，标榜中道主义，提倡比“公共之福祉”（日本国宪法第12·13·22·29条）更高层次的“共同之福祉”，强调家族与传统的价值，实现“劳使协调”（劳动者和使用者协力增加企业利润，提高劳动者所占利润的份额，又称劳资协调，即工会和资本家双方协调）。55年体制以前一直把持着参议院正副议长的位置。

松平恒雄在参议院议长的任内曾就日本国立国会图书馆馆长人选问题作出裁决。1948年（昭和23年），日本设立国立国会图书馆，原拟定革新派提名的著名学者、左翼社会活动家中井正一为首任馆长，但保守势力以中井正一是共产主义者为由极力反对。在这种情况下，为了打破僵局，松平参议长提出了折衷方案，由资深官僚·宪法学者金森徳次郎（冈田启介内阁法制局长官、贵族院敕选议员、第1次吉田内阁宪法担当国务大臣）任初代馆长，中井正一任初代副馆长。

1949年（昭和24年）11月14日下午5点25分，日本参议院议长松平恒雄因为心脏麻痹在东京都品川区的家中暴卒，享年73岁。墓所在东京都青山灵园。戒名“鹫峰院先生真正月平常法恒大居士”，追赠从一位。

松平恒雄虽然出身殿样（对贵族、主君的敬称），但性情随和，作为亲英美派对时势有着清晰敏锐的洞察力。

1902年（明治35年）12月27日-从七位；

1906年（明治39年）4月1日-勋六等旭日单光章；

1906年（明治39年）6月20日-正七位；

1909年（明治42年）3月1日-从六位；

1911年（明治44年）8月24日-勋五等旭日双光章；

1911年（明治44年）9月20日-正六位；

1916年（大正5年）2月12日-从五位；

1916年（大正5年）4月1日-勋四等旭日小绶章、大正三四年从军记章；

1918年（大正7年）8月30日-正五位；

1919年（大正8年）6月28日-勋三等瑞宝章；

1920年（大正9年）11月1日-勋二等旭日重光章；

1922年（大正11年）7月20日-从四位；

1924年（大正13年）5月31日-勋一等瑞宝章；

1925年（大正14年）1月9日-正四位；

1926年（大正15年）2月10日-金杯一组；

1928年（昭和3年）2月2日-从三位；

1930年（昭和5年）12月5日-帝都复兴纪念章；

1931年（昭和6年）4月11日-勋一等旭日大绶章；

1933年（昭和8年）2月15日-正三位；

1936年（昭和11年）3月16日-从二位；

1937年（昭和12年）12月15日-日本赤十字社有功章、赤十字社特别社员；

1940年（昭和15年）8月15日-皇纪纪元二千六百年祝典纪念章；

1941年（昭和16年）4月1日-正二位；

1949年（昭和24年）11月14日-从一位。

1913年（大正2年）1月31日-法兰西共和国法国荣誉军团勋章（高等骑士勋位）；

1913年（大正2年）5月4日-瑞典王国三级北极星勋章；

1914年（大正3年）3月11日-中华民国三等嘉禾勋章；

1916年（大正5年）7月11日-中华民国二等嘉禾勋章；

1919年（大正8年）5月17日-中华民国三等文虎勋章；

1920年（大正9年）6月28日-法兰西共和国法国荣誉军团勋章（高等骑士勋位）；

1924年（大正13年）5月19日-法兰西共和国法国荣誉军团勋章（大军官勋位）；

1939年（昭和14年）9月20日-意大利王国麦纳尼乌斯勋章；

1942年（昭和17年）2月2日-伪满洲国勋一位景云章、建国神庙创建纪念章。

松平恒雄的妻子松平信子（1886-1969），婚前名锅岛信子，幕末四强藩·肥前国佐贺藩第11代藩主锅岛直大侯爵的四女儿、梨本宫守正王妃伊都子的妹妹。信子深得贞明皇后信赖，在宫廷内有很大的发言权。

松平恒雄有两子两女：

长子松平一郎（1907-1992），银行家、株式会社东京银行会长、会津松平家分家当主。岳父是德川将军家（德川宗家）第17代当主、日本贵族院议长德川家正公爵。

长女节子，秩父宫雍仁亲王妃，因与贞明皇后同名，为避讳，成婚后改名势津子。

次女正子，尾张德川家第20代当主德川义知（德川义亲侯爵之子）的夫人。

次子松平次郎早逝。

长孙：松平恒忠，日本航空俄罗斯分公司总经理、日本英语交流联盟会长、日本芬兰文化友好协会会长。

次孙：德川恒孝，入继德川将军家相续，德川宗家第18代当主，日本邮船株式会社副社长、顾问、德川纪念财团理事长、世界自然保护基金会代表理事。

幼孙：松平恒和，实业家，KDDI株式会社常务董事兼国际本部长、国际电信联盟SG-3议长、国际人力资源创新支持中心理事长、早稻田大学客座教授。

养孙：德川义宣，尾张德川家第21代当主，美术史家、德川黎明会会长、德川美术馆馆长。原名堀田正祥，堀田正恒伯爵第六子，德川义知的养嗣子，德川义知与正子的长女三千子的丈夫。

松平恒雄有三兄一弟。

长兄：松平容大，会津松平家第11代当主、陆奥国斗南藩藩主、陆军骑兵大尉、贵族院议员、子爵。

仲兄：松平健雄，伊佐须美神社宫司。

季兄：山田英夫，明治元勋山田显义的女婿，山田伯爵家养嗣子，陆军步兵中佐、贵族院议员、伯爵。

幼弟：松平保男，会津松平家第12代当主，贵族院议员、海军少将·正三位勋二等功五级子爵。

松平恒雄的侄子松平勇雄（松平健雄的次子），自民党政治家，曾任参议院议员（1951-1974）、佐藤荣作内阁国务大臣·行政管理厅长官（1966-1967）、福岛县知事（1976-1988）。正三位·勋一等。