Hans Dominik naît le 15 novembre 1872 à Zwickau, une ville minière de Saxe de Friedrich Wilhelm Emil Dominik, libraire, éditeur et journaliste, et de Hedwig Mügge. En 1873 naît Ellen, la sœur de Hans. Pendant la crise économique qui ébranle l'Allemagne entre 1873 et 1876, le père de Hans Dominik perd la fortune qu'il avait placée en banque et la famille est contrainte de se séparer. Hans et son père se rendent à Berlin pour s'installer chez le grand-père Wilhelm, tandis que Hedwig et Ellen repartent dans le Brandenburg. En 1883, le père de Hans Dominik devient rédacteur en chef d'un nouveau journal intitulé Die Deutsche Illustrierte Zeitung (Le journal allemand illustré), puis crée sa propre maison d'édition, la Deutsches Verlagshaus, Emil Dominik & Comp.. La famille côtoie alors les milieux littéraires berlinois et reçoit fréquemment la visite de l'écrivain Theodor Fontane. Hans Dominik grandit ainsi « parmi les manuscrits et le papier imprimé. ».
Hans Dominik est inscrit dans une école privée en octobre 1879 et poursuit sa scolarité en 1885 au Kaiserin-Augusta-Gymnasium de Charlottenburg. Ses mauvais résultats en langues anciennes obligent ses parents à l'inscrire au Gymanisium Ernestinum de Gotha. C'est finalement au Königliches Luisengymnasium de Berlin qu'il obtient son baccalauréat en 1893. Sa scolarité chaotique permet cependant à Hans Dominik de faire des rencontres marquantes. Sur les bancs de l'école, Hans Dominik se lie d'amitié avec le jeune Oswald Villard, le fils du constructeur américain de la ligne de train Northern Pacific, Henry Villard. Au lycée de Gotha, l'enseignement en mathématiques est prodigué par Kurd Laßwitz, qui est considéré comme le père de la science-fiction de langue allemande. Kurd Laßwitz écrivit d'ailleurs quelques contes techniques pour le journal du père de Hans Dominik. Autre professeur marquant, Arnolf Schmidt, qui enseigne à Hans Dominik les sciences et les langues étrangères et se passionne pour le magnétisme terrestre. Arnolf Schmidt sera par la suite nommé directeur de l'Observatoire magnétique de Potsdam et obtiendra une chaire de géophysique à l'Université de Berlin. Plus tard, Hans Dominik fera de cet ancien professeur un personnage de roman. Le professeur de physique de Hans Dominik, Karl Rohrbach, père du futur constructeur aéronotique Romar-Rohrbach, passionne le jeune Hans Dominik pour la physique et en particulier pour l'électricité.
Après son baccalauréat, en 1893, Hans Dominik décide de devenir ingénieur électricien, mais ses parents, qui connaissent à nouveau de graves difficulés financières, l'incitent à entrer dans une école d'ingénieur d'État, seule garantie d'avoir un titre et une situation stable. Comme il n'existe pas de filière d'État dans l'ingénierie électrique, Hans Dominik étudie la construction mécanique avec une spécialisation en technique des chemins de fer. En 1894, son père tombe gravement malade et Hans Dominik doit interrompre ses études pour s'occuper des affaires familiales. Il interrompt ses études en 1898 et devient chef de projet dans une entreprise qui électrifie des usines.
En 1895, il entreprend un voyage aux États-Unis. Lors de son second voyage en Amérique, il reste toute une année et gagne sa vie comme ingénieur en électricité. Aux États-Unis, il accumule de nombreuses connaissances techniques et scientifiques, tout en découvrant un pays très différent de l'Allemagne. Toutes ces expériences seront réutilisées quelques années plus tard dans une série de livres pour la jeunesse intitulée : John Workman, le livreur de journaux - la sucess-story d'un jeune livreur de journaux américain qui finit par devenir milliardaire.