독일의 미술사학자이자 미술관 행정가이다. 1850년 6월 1일 러시아 제국의 수도 상트페테르부르크에서 13세기까지 계보가 거슬러 올라간다는 독일계 귀족 가문의 자손으로 태어났다.
도르파트(지금의 에스토니아 타르투) 제국대학과 하이델베르크 대학에서 경제학을 공부한 뒤, 진로를 바꾸어 라이프치히 대학에서 근대 미술사학의 기틀을 닦은 안톤 슈프링어에게 미술사를 배웠다. 1879년부터 1884년까지 베를린 왕립 판화실(쿠퍼슈티히카비네트)에서 관장 보좌로 일하며 판화 연구의 기초를 다졌다.
1885년 드레스덴으로 옮겨 1918년까지 30여 년 동안 작센 왕립 미술·학술 소장품 총관리국의 상임 참사관으로 일했다. 드레스덴의 왕립 미술관과 판화실 운영에 깊이 관여한 그는 빌헬름 보데, 알프레트 리히트바르크, 유스투스 브링크만 등과 함께 19세기 말 독일에서 미술관을 학문의 현장으로 삼아 미술사학을 정립한 세대로 꼽힌다.
그의 연구는 렘브란트의 에칭에서 레오나르도 다빈치, 일본 목판화에 이르기까지 시대와 지역을 넘나들었다. 1897년 독일어로 펴낸 『일본 다색 목판화의 역사』는 페놀로사의 연구 성과를 바탕으로 모로노부부터 히로시게까지 우키요에 판화의 발전을 체계적으로 서술한, 유럽 최초의 본격적인 통사 가운데 하나이다.