Ludwig von Hagn est le fils d'un négociant munichois, Karl von Hagn, et de son épouse, née Josepha Schwab. Sa sœur aînée est l'actrice Charlotte von Hagn. Il étudie à l'école des cadets de Munich, puis, après une visite à sa sœur en 1840 à Berlin, se décide pour la peinture. Il devient l'élève du peintre spécialiste de marines, Wilhelm Krause, à la suite de quoi il retourne à Munich étudier à l'académie des beaux-arts. Il a entre autres comme professeurs Clemens von Zimmermann, peintre d'histoire, Peter Hess, lithographe, et le paysagiste Albert Zimmermann.
Il se rend à Anvers en 1846 pour travailler à l'atelier de Gustave Wappers et à l'atelier d'Eugène de Block. Il retrouve ce dernier ensuite à Bruxelles, avec qui il collabore pendant plusieurs années. Il rentre pour trois ans en 1850 à Berlin et se met à étudier l'architecture, notamment avec le peintre Adolph Menzel. Il se passionne pour le style rococo, après plusieurs visites à Sans-Souci.
Hagn voyage en Italie entre 1863 et 1865 et s'arrête longuement à Rome et se détourne du style rococo. L'historien d'art Friedrich Pecht le qualifie de «premier coloriste de la peinture de genre munichoise».
