Будучи в довоенное время пилотом планера, Хартманн вступил в ряды люфтваффе в 1940 году, а в 1942 году закончил курсы подготовки пилотов. Вскоре он был направлен в 52-ю истребительную эскадру (нем. Jagdgeschwader 52) на восточный фронт, где попал под опеку опытных пилотов-истребителей люфтваффе. Под их руководством Хартман развивал свои навыки и тактику, что в конце концов 25 августа 1944 года принесло ему Рыцарский крест Железного креста с Дубовыми листьями, Мечами и Бриллиантами, за 301-ю подтверждённую воздушную победу.
Свою 352-ю и последнюю победу в воздухе Эрих Хартман совершил 8 мая 1945 года. Хартман и оставшиеся военнослужащие из JG 52 сдались американским войскам, но были переданы Красной Армии. Обвинённый формально в военных преступлениях, а фактически — за уничтожение военной техники противника в особо крупных размерах, в военное время, приговорённый к 25 годам заключения в лагерях строгого режима, Хартман проведёт в них 10 с половиной лет, до 1955 года. В 1956 году он присоединился к перестроенным люфтваффе Западной Германии, и стал первым командиром эскадры JG 71 «Рихтгоффен». В 1970 году он ушёл из армии, во многом из-за неприятия им американского истребителя Lockheed F-104 Starfighter, которым тогда укомплектовывались войска ФРГ, и постоянных конфликтов с вышестоящими начальниками. Умер Эрих Хартман в 1993 году.
Эрих Хартманн родился в г. Вайсах, Вюртемберг и был старшим из двух братьев. Во время Второй мировой войны его младший брат Альфред также вступил в ряды люфтваффе (он был стрелком на Ju 87 во время немецкой кампании в Северной Африке и 4 года провел в английском плену). Некоторая часть детства мальчиков прошла в Китае, так как их отец хотел избежать последствий бедности Германии 20-х годов и экономической депрессии. С помощью своего двоюродного брата, работавшего консулом в немецком посольстве в Китае, отцу Эриха удалось найти там работу. По приезде в город Чанша он к немалому удивлению понял, что условия жизни в Китае намного лучше и перевёз туда свою семью. Однако в 1928 году им пришлось вернуться в Германию из-за начавшейся в Китае гражданской войны. Местное население перестало доверять иностранцам, начались нападения на дипломатов. Элиза Хартманн и двое её детей спешно покинули страну, их обратное путешествие проходило по Транссибирской магистрали — это была первая встреча Эриха с СССР.
Через некоторое время семья воссоединилась в городе Вайль-им-Шёнбух на юго-западе Германии. С этого момента Хартманн начинает интересоваться авиацией. Он присоединяется к программе подготовки планеристов, которую организовало возрождающееся люфтваффе. Мать Хартмана, Элиза, была одной из первых женщин-пилотов. Семья даже купила небольшой лёгкий самолёт, но в 1932 году была вынуждена его продать из-за бедности, наступившей вследствие экономического коллапса Германии. После того, как к власти пришли национал-социалисты, лётные школы стали получать поддержку от нового правительства, и Элиза Хартманн создала в своём городе новую лётную школу, в которой четырнадцатилетний Эрих получил пилотское свидетельство, а в пятнадцать лет стал инструктором в одной из планерных групп гитлерюгенда.
После обучения в средней школе (апрель 1928 — апрель 1932), гимназии (апрель 1932 — апрель 1936) и в Национальном Институте Политического Образования в Ротвайле (апрель 1936 — апрель 1937), он поступает в гимназию в Корнтале, где в октябре 1939 знакомится с девушкой Урзулой, ставшей вскоре его женой.
Во время обучения Эрих показал себя выдающимся снайпером и прилежным учеником (хотя военная муштра его мало интересовала), а к концу подготовки в совершенстве владел своим истребителем. 24 августа 1942, все ещё находясь на высших курсах воздушной стрельбы в Глейвице, он полетел в Цербст и продемонстрировал над аэродромом некоторые трюки лейтенанта Хогагена, бывшего чемпиона Германии по пилотажу. После выполнения некоторых элементов высшего пилотажа над аэродромом в Глейвице, начальство посадило лётчика под недельный домашний арест, который, возможно, спас ему жизнь — пилот, полетевший вместо него на следующий день, разбился.
В октябре 1942 года, окончив своё обучение в запасной истребительной группе «Восток», он получил назначение на Северный Кавказ в 52-ю истребительную эскадру на Восточном фронте. После прибытия на базу снабжения люфтваффе в Кракове, Эриху Хартманну и ещё трём пилотам пришлось лететь в свою эскадру на совершенно незнакомой Штуке. Это незнание обернулось локальным погромом и двумя разбитыми штурмовиками, пилоты были отправлены в JG 52 на транспортном самолёте. Сражения на Восточном фронте велись на глубине по крайней мере 750 миль над советской территорией, и Хартманну предстояло вести воздушные бои в этих неизвестных местах. Эскадра JG 52 уже заслужила большую славу в Германии, в ней летали многие из лучших асов люфтваффе, в чём Хартманн смог убедиться сразу после прибытия — Вальтер Крупински с трудом выбрался из горящего приземлившегося истребителя. Вальтер Крупински (197 сбитых самолётов, 16-й в мире) стал его первым командиром и наставником. Среди других был обер-фельдфебель Пауль Россманн, который предпочитал не вступать в «воздушную карусель», а атаковать из засады, тщательно изученная, эта тактика принесёт Эриху Хартманну первое место в неформальном соревновании лучших асов мира и 352 воздушные победы. Когда новым командиром эскадрильи стал Крупински, Эрих стал его ведомым. Так как 20-летнего новобранца, выглядевшего гораздо моложе своих лет, Крупински постоянно называл «Bubi» (мальчик, малыш), это прозвище прочно привязалось к нему.
Свой первый самолёт Хартманн сбил 5 ноября 1942 года (Ил-2 из состава 7-го ГШАП), однако за три последующих месяца ему удалось сбить всего один самолёт. Хартманн постепенно повышал своё лётное мастерство, делая упор на эффективность первой атаки. Со временем опыт дал свои плоды: во время Курской битвы в июле 1943 года, взлетая с аэродрома вблизи хутора Угрим он сбил за один день 7 самолётов, в августе 1943 года на счету было 49, а в сентябре он прибавил на личный счёт ещё 24 сбитых самолёта.
К концу лета 1943 Эрих Хартманн имел уже 90 побед, но 19 августа при атаке очередного ИЛа его самолёт получил повреждения, и он совершил вынужденную посадку за линией фронта. Командир эскадры Дитрих Храбак приказал подразделению Хартманна поддержать пикирующие бомбардировщики Штука из второй эскадры штурмовиков Sturzkampfgeschwader 2, ведомых известным асом штурмовой авиации Хансом-Ульрихом Руделем, но ситуация неожиданно изменилась, и немецким лётчикам пришлось столкнуться с массой истребителей Як-9 и Ла-5. Хартманн успел сбить 2 самолёта до того, как осколки повредили его Bf-109. С трудом приземлившись (за линией фронта) Хартманн, провозившись некоторое время со своим самолётом, увидел приближающихся русских солдат. Поняв, что сопротивление бесполезно, и убежать нет никакой возможности, он притворился раненым (получившим травмы внутренних органов). Его актёрские способности убедили солдат, и его положили на носилки и отправили в штаб на грузовике. Терпеливо выжидая, Хартманн улучил момент, использовав атаку Штук, отвлёкшую солдат, он сильно ударил единственного охранника, выпрыгнул из грузовика и побежал к большому полю, на котором росли огромные подсолнухи, ускользая от летящих вдогонку пуль. При этом вся история, связанная с деталями спасения Хартманна от русских солдат известна исключительно с его слов и какого-либо достоверного подтверждения не имеет. Дождавшись прихода ночи, он последовал за патрулём, идущим на запад, и вернулся в часть, перейдя через линию фронта. Уже приблизившегося к своим, Эриха пытался пристрелить нервный часовой, не поверивший в то, что он действительно сбитый пилот, но пуля чудом не попала в цель, разорвав штанину.
29 октября 1943 г. лейтенант Хартманн был награждён Рыцарским Крестом, имея 148 сбитых самолётов, 13 декабря отмечал 150-ю воздушную победу, а к концу 1943 года их количество поднялось до 159-ти. За первые два месяца 1944 года Хартманн заработал ещё 50 побед, а скорость их получения постоянно увеличивалась. Эти результаты вызвали сомнение в Верховном Штабе люфтваффе, его победы перепроверялись по два-три раза, а за его полётами смотрел лётчик-наблюдатель, прикреплённый к подразделению Хартманна. Ко 2-му марта 1944 года количество побед достигло цифры в 202 самолёта. К этому времени советским лётчикам уже стал знаком позывной Карайа 1 , а командование Советской Армии назначило за его голову цену в 10 000 рублей..
Некоторое время Хартманн летал на самолётах с элементом окраски «Чёрный тюльпан» (многолучевая звезда, накрашенная на кок винта и вокруг капота).
В этом же месяце Хартманн, Герхард Баркхорн, Вальтер Крупински и Йоханнес Визе были вызваны в ставку Гитлера для вручения наград. Баркхорн был представлен к Мечам и Рыцарскому Кресту, а Хартманну, Крупински и Визе должны были быть вручены Листья. Во время поездки на поезде лётчики крепко выпили и прибыли в резиденцию, с трудом держась на ногах и поддерживая друг друга. Адъютант Гитлера от люфтваффе майор Николаус фон Белов был в шоке. После того, как Хартманн пришёл в себя, он взял примерить с вешалки офицерскую фуражку, но сильно расстроил этим фон Белова, который заметил ему, что это фуражка Гитлера.
21 мая 1944 года Хартманн впервые столкнулся в воздухе с ВВС США. Прикрывая своё звено (нем. Schwarm), он атаковал 4 американских самолёта и сбил из них 2 истребителя P-51 «Мустанг», а ещё 2 сбили его товарищи. 1 июня 1944 года Хартманн сбил 4 «Мустанга» во время одного вылета над нефтяными полями в Плоешти, Румыния. Через месяц во время своего 5-го боя с американскими истребителями, он сбил 2 «Мустанга», но за ним увязались ещё 8. Во время интенсивного маневрирования Хартманн смог поймать в прицел один P-51, но обнаружил, что закончились патроны, а вскоре — топливо, и выпрыгнул с парашютом. В этот момент его беспокоило, расстреляют ли его, как лёгкую мишень? Один из истребителей оторвался от остальной группы и полетел прямо на него, но в последний миг отвернул, помахав на прощанье.
17 августа 1944 года Эрих Хартманн стал первым лётчиком-истребителем в мире по количеству воздушных побед, обойдя своего товарища по JG 52 Герхарда Баркхорна, с его, на тот момент, 274-мя.
К 24 августа 1944 года личный счёт Хартманна достиг 300 (лишь за один этот день он сбил 11 самолётов). За это достижение он был награждён Бриллиантами к своему Рыцарскому кресту. Лишь 27 человек в Германских вооруженных силах имели подобное отличие. Бриллианты по традиции вручал сам Гитлер. После неудавшегося путча 20 июля 1944 охрана Гитлера требовала от военных сдавать личное оружие перед аудиенцией. Легенда гласит, что Хартманн наотрез отказался сдать пистолет и заявил, что в таком случае он отказывается от получения награды. В результате он был допущен на аудиенцию с оружием. К награде Хартманн получил короткий отпуск, во время которого женился на Урсуле Петш.
После достижения 303 победы Хартманн стал живой легендой и командование люфтваффе решило снять его с боевых вылетов во избежание ущерба для пропаганды в случае гибели; он получил новое назначение — испытательное командование реактивными Ме 262. Однако, пустив в ход все свои связи, Хартманн добился возвращения на фронт и продолжал летать.
До конца войны Хартманн совершил более 1400 вылетов, в которых провел 825 воздушных боев, был сбит 14 раз, но благополучно приземлялся на парашюте. Сам Хартманн часто говорил, что для него дороже всех побед тот факт, что за всю войну он не потерял ни одного ведомого.
В 1945 году Хартманна приглашали в знаменитую JV 44, однако он отказался, мотивируя отказ тем, что в этой группе ему придется летать в качестве рядового летчика, что ниже его достоинства. В то же время в JV 44 в качестве рядовых летчиков летали такие признанные асы, как Баркхорн (301 победа), Бэр (220) и другие.
Излюбленной тактикой Хартманна был удар из засады. По его собственному мнению, 80 % сбитых им пилотов вообще не поняли в чём дело.
Используя мощный двигатель своего Bf-109G Хартманн атаковал по вертикали снизу из слепой зоны противника, либо сверху в крутом пике. Его любимым приёмом был огонь с короткой дистанции и стремительный отрыв от возможного преследования. Огонь с предельно близкой дистанции (60-80 м), кроме эффекта внезапности, позволял компенсировать баллистические недостатки пушки MK-108 и давал экономию боеприпасов. Недостатком такой тактики был риск повреждения обломками сбитого противника.
Хартманн никогда не ввязывался в «собачью свалку», считая бой с истребителями потерей времени. Сам он описывал свою тактику следующими словами: «увидел — решил — атаковал — оторвался».
С 1 до 14 февраля 1945 года Эрих Хартманн некоторое время командовал 1 звеном 53 истребительной эскадры, находясь в это время в должности Командира группы (нем. Gruppenkommandeur), до тех пор, пока не был замещён на этой должности Хельмутом Липфертом. В марте 1945, когда счёт Хартманна равнялся 336 воздушным победам, Адольф Галланд во второй раз пригласил его летать на новых реактивных Me 262 и присоединиться к JV 44 (Хартманн небольшое время посещал программу переподготовки, ведущуюся Гейнрихом Бэром), но Эрих отказался. Находясь теперь в должности командира 1 звена JG 52, он заработал 350 победу 17 апреля 1945 года в небе над Чехословакией.
Последняя победа Хартманна была одержана в последний день войны в Европе — 8 мая 1945 года над чешским городом Брно. В тот день рано утром ему было приказано провести разведывательный полёт над позициями русских войск. Взлетев вместе со своим ведомым в 8:30, они заметили первые подразделения уже в сорока километрах от места вылета. Пролетая, Хартманн увидел два истребителя Як-9, выполняющих разные акробатические фигуры на потеху передвигающимся внизу войскам. Полный решимости подпортить праздник, Хартманн нырнул вниз с выгодной ему высоты в 3700 метров и сбил первый истребитель с 200 метров. В момент прицеливания во второго он вдруг заметил мелькание маленьких точек над ним, передвигающихся с запада — это были американские Мустанги. Испугавшись возможности быть зажатым между русскими и американскими самолётами, Хартманн решил спуститься как можно ниже и уйти от погони в плотном чёрном дыму, висевшем над городом. Таким образом, атаковав советские истребители, Хартманн не только нарушил полученный им приказ о проведении разведывательного полёта, но и вступил в боевые действия уже после подписания 07.05.1945г акта капитуляции Германии. После приземления выяснилось, что аэродром находится в зоне обстрела советской артиллерии, поэтому Карайа 1, остальные 24 Bf-109 и множество боеприпасов были уничтожены. Будучи командиром 1 звена JG 52 Эрих Хартманн принял решение сдаться американской 90-й пехотной дивизии.
После этого немецкие военнослужащие, сражавшиеся против советских войск, были переданы непосредственно СССР, в соответствии с Ялтинскими соглашениями. В СССР Хартманн был осуждён по обвинению в военных преступлениях, а также в нанесении большого ущерба советской экономике, выразившегося в уничтожении большого количества самолётов и провёл 10 лет в лагерях. Сначала был Грязовецкий лагерь, затем с 1947 года по октябрь 1949 Хартманн находился в Череповце. В декабре 1949 года состоялся суд, который приговорил Хартманна к 25 годам тюремного заключения. В 1950 году его переводят в Шахты (Ростовская область), где впоследствии Хартманн возглавил бунт заключённых. После мятежа в Шахтах Хартманну добавили к сроку ещё 25 лет. В течение следующих 5 лет его переводили из одного лагеря в другой: Новочеркасск, Асбест, Свердловск и др. Во время этих злоключений Герман Граф (осудивший нацизм и вставший на путь сотрудничества с СССР) предлагал ему пойти на службу в ВВС Восточной Германии, но он отказался.
В октябре 1955 после визита канцлера ФРГ К. Аденауэра Президиум Верховного Совета СССР издал Указ «О досрочном освобождении и репатриации немецких военнопленных, осуждённых за военные преступления», и из СССР были репатриированы более 14 тыс. немецких военнопленных, в том числе и Хартман .
В 1955 году он был освобождён и возвращён в ФРГ, где воссоединился со своей женой. После возвращения в Германию он стал офицером военно-воздушных сил ФРГ и командовал эскадрой JG 71 Рихтгоффен. Он также неоднократно ездил в США, где тренировал американских пилотов. После его множественной критики американского самолёта F-104 «Старфайтер» (в лётных происшествиях ВВС Германии потеряли около 300 таких самолётов и более 100 лётчиков), в 1970 году Хартманн вышел в отставку. После этого он работал лётным инструктором недалеко от Бонна и летал в группе высшего пилотажа вместе с Адольфом Галландом, но после своей болезни был вынужден изменить образ жизни. Умер Хартманн в 1993 году в возрасте 71 года.
Советскими историками много раз поднимался вопрос о том, что заявленное количество сбитых Хартманном самолётов не соответствует действительности, и на самом деле оно гораздо меньше. При этом в советской историографии с 22 июня по 10 ноября 1941 года немцы потеряли 5180 самолётов, то есть дважды полностью они были уничтожены. Похожая ситуация наблюдается и с немецкими данными о советских самолётах. Но имеются другие свидетельства о системе подсчёта, принятой в Люфтваффе. Например, немецкое командование за время боев в Африке в течение первых месяцев 1941 года признало 101 сбитый английский самолёт, в то время как англичане заявили, что они потеряли 197. Однако данное расхождение не может служить каким либо серьёзным подтверждением необычной правдивости люфтваффе в подсчете сбитых вражеских самолетов, так как против Великобритании на севере Африки воевала также Италия, кроме того, английская авиация могла понести потери как на земле, от вражеских налетов либо действий сухопутных сил, так и потерять часть самолетов в летных происшествиях.
По непроверенным слухам, в январе 1997 года правительство России, как правопреемник Советского Союза, реабилитировало Хартманна, признав, что его осуждение за военные преступления было незаконным. Однако эти слухи до сих пор документально не подтверждены.
Эрих Хартманн приступил к исполнению службы в вермахте 1 октября 1940 года. Его первой остановкой был город Нойкюрен в Восточной Пруссии (после 1945 г.- город Пионерский Калининградской области, Российская Федерация), где он получил базовую военную подготовку, как новичок люфтваффе.