კალტენბრუნერი დაიბადა 1903 წლის 4 ოქტომბერს, მოსამართლის ჰუგო კალტენბრუნერის და მისი მეუღლის, თერეზე უდვარდის ოჯახში. 1918 წელს სასწავლებლად გადავიდა ლინცის გიმნაზიაში, სადაც გაიცნო ადოლფ აიხმანი. 1921 წელს გიმნაზიის დამთავრების შემდეგ კალტენბრუნერი სწავლას აგრძელებს გრაცის ტექნიკურ ინსტიტუტში ქიმიის ფაკულტეტზე. 1923 წელს კალტენბრუნერი იცვლის ფაკულტეტს. ქიმიის ნაცვლად იგი ეუფლება სამართალმცოდნეობას. 1928 წელს ამთავრებს ინსტიტუტის და მუშაობას იწყებს ადვოკატად ლინცის საადვოკატო კანტორაში. 1930 წლის 18 ოქტომბერს კალტენბრუნერი ხდება ავსტრიისნაციონალ-სოციალისტური მუშათა პარტიის წევრი. 1931 წლის 8 აგვისტოს კალტენბრუნერი სს-ის წევრი ხდება. 1932 წელს ისი სამუშაოდ გადადის მამამისის საადვოკატო კანტორაში და ამიერიდან უფასოდ ემსახურება ნაციონალ-სოციალისტებს. 1934 წელს კალტენბრუნერი ქორწინდება ელისაბეთ ედერზე (გერმ: Elisabeth Eder). იმავე წელს ნაციონალ-სოციალისტების მიერ ვენაში მოწყობილ პუტჩში მონაწილეობისათვის იგი დააპატიმრეს და 6 თვიანი პატიმრობა მიუსაჯეს კაიზერშტაინბრუხის ციხეში. სასამართლოს ძალით მას ჩამოერთვა ადვოკატის უფლებებიც. 1937 წლის იანვარიში ჰაინრიხ ჰიმლერის ბრძანებით იგი ინიშნება ავსტრიის სს-ის შეფად და ხდება ბრიგადენფიურერი. 1938 წლის 12 მარტსავსტრიის ანშლუსის შემდეგ არტურ ზაის-ინკვარტის მთავრობაში იგი უშიშროების მთავარი მდივანი და რაიხსტაგის წევრი ხდება. ამავე წლის 11 სექტემბერს კალტენბრუნერი დააწინაურეს გრუპენფიურერად. 1938-1939 წლებში ორგანიზირებას უკეთებდა ავსტრიაში გესტაპოს აპარატის ჩამოყალიბებას. აქტიურად მოანაწილეობს საკონცენტრაციო ბანაკმაუტჰაუზენის შექმნაში და კურირებს „ებრაულ საკითხს“. 1939 წელს კალტენბრუნერი ინიშნება ავსტრიის სს-ის და ვენის პოლიციის უფროსად. 1943 წლის 30 იანვარს, რაინჰარდ ჰაიდრიხის მკვლელობის შემდეგ, იგი „უშიშროების სამსახურის“ („SD“) და რაიხის უშიშროების მთავარი სამმართველოს შეფი ხდება. ამავე წლის 21 ივნისსადოლფ ჰიტლერის ბრძანებით მას მიენიჭა ობერგრუპენფიურერის და პოლიციის გენერლის ჩინი. 1944 წელს ვილჰელმ კანარისის დათხოვნის შემდეგ „აბვერი“ კალტენბრუნერის კონტროლის ქვეშ ექცევა. 1945 წელს ომის მიწურულს მას შტაბი ავსტრიაში, შტაიერმარკში გადააქვს, სადაც ამერიკელების მიერ დაპატიმრებულ იქნა. ამავე წლის ნოემბერში სამხედრო ტრიბუნალზე კალტენბრუნერი მთავარ დამნაშავეთა სიაში მოხვდა. 1946 წლის [[1 ოქტომბერი|1 ოქტომბერს]' ტრიბუნალმა იგი დამნაშავედ ცნო სამხედრო და კაცობრიობის წინააღმდეგ ჩადენილ დანაშაულში და სიკვდილით დასჯა მიუსაჯა. 16 ოქტომბერს 01:30-ზე ერნსტ კალტენბრუნერი ნიურნბერგის ციხეში ჩამოხრჩობილ იქნა.
მისი ბოლო სიტყვები იყო: „მე ჩემ ხალხს და სამშობლოს წრფელი გულით ვემსახურე და სამშობლოს კანონების მიხედვით ჩემი ვალი მოვიხადე. მე ვწუხვარ რომ დანაშაული ჩადენილ იქნა, თუმც მე მასში წვლილი არ მიმიძღვის. მე ღირსეულად ვიბრძოდი. ბედნიერებას გისურვებ გერმანიავ! “ - (გერმ. „Ich habe meinem Volk und meinem Vaterland mit heißem Herz gedient. Ich habe nach den Gesetzen meines Vaterlands meine Pflicht getan. Ich bedaure, dass Verbrechen begangen worden sind, ich hatte keinen Anteil an ihnen, ich kämpfte ehrenhaft. Deutschland, Glück auf!“)