Várkonyi Dezső hétgyermekes értelmiségi család második gyermekeként született, egyik öccse Várkonyi Nándor író, irodalomtörténész. Apjuk földmérő mérnök volt, akit gyakran helyeztek máshová; a család életéről Várkonyi Nándor Pergő évek c. kötetében olvashatunk. Várkonyi Dezső 1906-ban érettségizett, s édesanyja kívánságára a Pannonhalmi Főapátsági Főiskolára iratkozott be, bencés szerzetesjelöltként; ekkor kapta a Hildebrand nevet. Papszentelésére 1911-ben került sor, ám soha nem érezte jól magát ebben a papi-szerzetesi feladatkörben. Középiskolai tanári képesítést szerzett latin, történelem és filozófia tárgyakból, majd 1912-ben bölcsészettudományi doktorátust bölcseletből, eszétikából és pedagógiából. 1923-ig a Pannonhalmi Főiskolán tanított, majd a pécsi Erzsébet Tudományegyetem filozófiai magántanára lett. Ekkor már egyre nagyobb érdeklődéssel fordult pszichológiai problémák felé, s 1928/1929-ben a párizsi Sorbonne-on filozófiát és pszichológiát hallgatott. Hazatérve kinevezést kapott a szegedi Ferenc József Tudományegyetem újonnan alakult Pedagógiai Lélektani Intézetének élére (1929. december), s ennek vezetője volt 1940-ig, amikor az egyetemmel Kolozsvárra távozott. Kolozsvárt 1945 őszén hagyta el, s 1954-es kényszernyugdíjazásáig előbb a József nádor Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, majd az Eötvös Loránd Tudományegyetem tanára. 1947-ben kilépett a Szent Benedek Rendből, s feleségül vette Kisfaludy Erős Piroskát, akit már 1932-ben feleségül kért, ám akkor erős társadalmi nyomásra le kellett tenniük a házasságról. 1971. május 20-án hunyt el Budapesten, sírja Sárospatakon található.
A Ferenc József Tudományegyetem pedagógiaprofesszorainak munkásságát mind a kolozsvári, mind a szegedi években jól felismerhető arculat jellemzi, amely ezt a pedagógiai műhelyt egységes irányzattá kovácsolja. Gondolkodásmódjukra a konvencióktól való eltérés igénye és az új utak keresése jellemző, így szinte valamennyien kötődtek a pedagógiai reformmozgalmakhoz, melyek a gyermek személyiségét állították középpontba. Imre Sándor pedagógia- és Bartók György filozófiaprofesszor voltak a szószólói egy pszichológiai tanszék fölállításának, így jeles nap lett 1929. december 18-a, amikor Klebelsberg Kuno vallás- és közoktatásügyi miniszter jóvoltából megszületett az első magyar pedagógiai-lélektani tanszék. Az új Intézetet 1934-ben összevonták a korábbi Pedagógiai Intézettel, vezetője továbbra is Várkonyi maradt.
Az Intézetben célul tűzték ki a gyermek sokoldalú megismerését, egyaránt foglalkoztak a tanulás bemeneti oldalával (pl. tantervek, tankönyvek), valamint a tanulás eredményességének kérdésével. A tanulásra információfeldolgozási folyamatként tekintettek, s a tanulásszervezést is pszichológiai szempontból közelítették meg. Ezeket az elveket a napi pedagógiai gyakorlatba a Polgári Iskolai Tanárképző Főiskola gyakorlóiskolája és az újszegedi Kerti Iskola ültette át.
A szegedi évek
Szegedi működése tekinthető Várkonyi Hildebrand alkotói virágkorának, emellett két tanévben a bölcsészkar dékánja is volt. Főművei szegedi és kolozsvári éveiben, 1934–1944 között születtek.
1934–1939 között a Magyar Pszichológiai Szemle szerkesztője; a nevelés és oktatás gyakorlati kérdéseinek tárgyalására pedig új folyóiratot is indítottak Szegeden, a Nevelésügyi Szemlét, melynek egyik alapítója és szerkesztője volt. E lapot a Délmagyarország egyenesen hézagpótlónak nevezi.
Pszichológiai, pedagógiai és filozófiai szócikkeket írt a Katolikus Lexikonba (1931–1933, szerk. Bangha Béla), valamint a Magyar Pedagógiai Lexikonba (1933–1934, szerk. Kemény Ferenc).
„Várkonyi hatása tudományos iskolateremtő egyéniségként is rendkívülinek mondható. Munkásságának köszönhetően a Pedagógiai Lélektani Intézet hamarosan országos elismertségre tett szert.” (Pukánszky, 2002, 106.) Értékelő pszichológia kidolgozására törekedett, mely megalapozhatja a nevelői gyakorlatot; az Intézetben működő pszichológiai laboratóriumban pedig alkalmas terep nyílt az elmélet és gyakorlat összehangolására. A munkássága középpontját alkotó gyermektanulmányozásban az egész személy fejlődését vizsgálta, ma úgy mondanánk, holisztikus szemlélettel.
1936-ban megfogalmazott gondolatai az iskolai előmenetelről ma is aktuálisak lehetnek: „Az iskola csak egyik – mégpedig nagyon értékes – előkészítő az életre, de nem az egyetlen és – talán – nem is a legfőbb. […] Az iskolai jó előmenetel s az életben elért siker feltételei ugyanis sok tekintetben mások, a kétféle siker feltételeinek viszonossága (korrelációja) gyenge. Az iskola tehát nem lehet sem az életre teljes mértékben előkészítő, még kevésbbé egyes pályákra kiválasztó intézmény. Az iskolai bizonyítvány kétségtelenül feltüntet bizonyos képességeket, ezek gyakorlottsági fokát, vagy egyenesen tehetségekről is beszámol; de kérdés, vajjon éppen azokról értesít-e bennünket, melyekre az életben az illető növendéknek szüksége lesz? És a »jegyből«, mellyel a növendéket jellemzi, mit lehet kiolvasni? Az iskolai képességek milyen viszonyban vannak az általános emberi értékes és sikert igérő képességekkel?” (A kiválasztás és értelmességvizsgálat újabb kérdései, 8–9.)
Oktatói kvalitásairól egyértelműen felsőfokban beszél mindenki; széleskörű tudományos tájékozottságának és közvetlen előadásmódjának köszönhetően előadásait nemcsak az Egyetem hallgatói látogatták nagy létszámban, hanem az érdeklődő városi közönséget is vonzotta.
„Őt a pedagógiai pszichológia magyarországi atyjaként tartjuk számon a hazai nevelés történetében. E két tudományág: a pedagógiát és a pszichológiát nagyszerűen tudta összeötvözni, és ezáltal roppant érdekfeszítővé tette előadásait.” (Szántó, 1984, 1228.)
„Várkonyi (Hildebrand) Dezső emberi és tudósi arcának az egyik, és talán a legmarkánsabb vonása épp az, hogy nemcsak írásaival, pusztán személyiségének varázsával is nagy hatást gyakorolt mindenkire, aki a közelébe kerülhetett.” (Baróti, 1988, 179.)
„Széles látókörű, nagy műveltségű tudós és karizmatikus előadó volt egy személyben, így órái rendre hallgatók tömegeit vonzották más karokról is. Magával ragadó lendülettel népszerűsítette a legmodernebbnek számító pszichológiai irányzatokat.” (Pukánszky, 2002, 103.)
Olyan tanár, akit tudományos működése alapján, az egyetemi tanács felterjesztésére, a vallás- és közoktatásügyi miniszter az egyetemen egy-egy tárgykör nyilvános tanítására jogosít. Föltétele valamely hazai egyetemen három évnél régebben nyert (vagy honosított külföldi) doktori oklevél. Nyomtatásban megjelent, önálló és szigorúan tudományos dolgozattal kell bizonyítania, hogy a tudományszak egész körére kiterjedő ismeretei vannak és e tudományt önállóan művelheti. Ha az egyetem tanácsa e dolgozatot elfogadta, a jelölt szóbeli értekezletet és próbaelőadást tart. (A Pallas nagy lexikona, 5. köt., 1893, 749.)