Era hijo del profesor de matemática Detmold Louis Löwenheim y la escritora Elise Röhn.

Asistió al Königliche Luisen Gymnasium de Berlín, completando sus estudios secundarios en 1896.

Precisamente por esas dos ramas de la ciencia prosiguió sus estudios universitarios en la Universidad Humboldt de Berlín, estudiando en especial la geometría proyectiva sintética.

Publicó en revistas de prestigio internacional y mantenía correspondencia con los lógico-matemáticos más destacados de su época: Alwin Korselt, Hilbert, Gottlob Frege, Zermelo y Müller, entre otros.

[3]​[4]​ En cuanto a sus trabajos en lógica hoy su nombre está asociado al conocido “Teorema de Löwenheim-Skolem”.