דניאל (ששמו המקורי היה יוסף) חבולסון נולד ב־3 בדצמבר 1819 (ט״ו בכסלו תק״ף) בווילנה. הוא גדל בבית עני: אביו, שהיה תלמיד חכם, נפטר כשהיה יוסף נער צעיר, ועול פרנסת המשפחה נפל על אמו. הוא למד ב״חדר״ ולאחר מכן בישיבתו של הרב ישראל גינצבורג. בהשפעת רעיונות ההשכלה נמשך למדעי החול, ולמד באופן עצמאי גרמנית, רוסית וצרפתית. בגיל 22 יצא ברגל לחוץ לארץ כדי להמשיך את לימודיו. כשהגיע לברסלאו התיידד עם אברהם גייגר, ובתמיכתו התכונן לבחינות הבגרות ונבחן כנבחן חיצוני. לאחר שעבר אותן בהצלחה, התקבל למחלקה למזרחנות באוניברסיטת ברסלאו. בשנת 1850 הגיש באוניברסיטת לייפציג עבודת דוקטורט בה בחן את שאלת הזהות של הסאבאים (אל־צאביאון, الصابئون) – קבוצה דתית המוזכרת בקוראן כאחת מ״עמי הספר״, וקיבל תואר דוקטור. כשיצאה לאור המונוגרפיה שלו ״הסאבאים ודתם״ (בגרמנית, סנקט פטרבורג, 1856), הוא כבר התגורר ברוסיה.
בשנת 1855, לאחר שהוטבל לנצרות (ושינה את שמו לדניאל), מונה חבולסון לעמוד בראש הקתדרה לספרות עברית, סורית וכלדית בפקולטה למזרחנות באוניברסיטת סנקט פטרבורג. בשנים 1858–1883 כיהן ככומר ולימד עברית וארכאולוגיה מקראית באקדמיה התיאולוגית של פטרבורג, ובשנים 1858–1884 לימד עברית באקדמיה הרומית־קתולית בעיר. בשנת 1910 נבחר לחבר כבוד באקדמיה הרוסית למדעים.
חבולסון הסביר את המרת דתו בשיקולי קריירה, ולא פעם מצוטטת אמירתו הצינית בעניין זה במכתב לרב של וילנה, יצחק אלחנן ספקטור. עם זאת, חבולסון שמר תמיד על תחושת סולידריות עם היהודים הנרדפים ויצא בעקביות נגד התקפות אנטישמיות. זו הייתה עמדתו גם בוועדת המומחים בעניין ״עלילת סראטוב״, שהוקמה בדצמבר 1855, זמן קצר לאחר הטבלתו.
להפרכת עלילות הדם הוקדשו מחקריו ההיסטוריים: ״על כמה מההאשמות מימי הביניים נגד היהודים״ (1861), ״האם היהודים משתמשים בדם נוצרי?״ (1879; בגרמנית, 1880), ״על הבלעדיות המדומה של היהודים״ (1880) ואחרים. חבולסון היה חבר פעיל בחברה למפיצי השכלה בישראל ברוסיה והשתתף בתוכניות ההוצאה לאור שלה.
כחוקר הפגין חבולסון בקיאות רחבה ומיומנות מחקרית בתחומים מגוונים של הפילולוגיה וההיסטוריה השמית. פרסום מיוחד קנו לו עבודותיו בתחום ביקורת המקורות: ״שרידי הספרות הבבלית העתיקה בתרגומים בלשניים״ (בגרמנית, 1858; גרסה רוסית: ״מצבות שנתגלו מחדש של הספרות הבבלית העתיקה״, 1859), ״18 מצבות קבורה יהודיות מקרים״ (בגרמנית, 1865; ברוסית, 1866), ״ידיעות על הכוזרים, הבורטאסים, המגארים, הסלאבים והרוסים אצל אבו עלי אחמד בן עמר...״ (1869), ״מצבה חדשה שנתגלתה של מישע מלך מואב״ (1870), ״היסטוריה של נוסח המקרא״ (1874), ״תבליט מתדמור עם שתי כתובות״ (1875), ״קובץ כתובות עבריות״ (בגרמנית, 1884; ברוסית, 1884), ״ספרים עבריים דפוס יתר״ (ברוסית, 1896; בעברית, 1897) ואחרות.
חבולסון לא נמנע מטעויות: כיוון שלא זיהה בזמן זיופים באוסף אברהם פירקוביץ׳, נאלץ מאוחר יותר להגן על תדמיתו המקצועית וטען לאמיתות המסמכים, אך בחלקם הודה בצדקת יריביו.
את תשומת הלב של העולם המדעי משכו עבודותיו ההיסטוריות־אתנוגרפיות (אף שאבד עליהן הכלח מבחינה מתודולוגית): ״אפיון העמים השמיים״ (ברוסית, 1872; בגרמנית, 1872; באנגלית, 1874) ו״על השפעת המיקום הגיאוגרפי של ארץ־ישראל על גורל העם היהודי העתיק״ (1875, 1901). מעבודותיו בפליאוגרפיה עברית מעורר עניין המחקר ״השימוש באמות קריאה ה׳, ו׳ ו־י׳ באורתוגרפיה העברית העתיקה״ (בגרמנית, 1878; ברוסית, 1881; באנגלית, 1890).
ניכרת גם תרומתו לחקר היסוד ההיסטורי של הברית החדשה. מחקריו ״סעודת הפסח האחרונה של ישוע הנוצרי ויום מותו״ (ברוסית, 1873, 1875; בגרמנית, 1892, 1908) האירו באור חדש את היחסים בין הפרושים לבין ישוע ומאמיניו, וזכו להערכה רבה בקרב חוקרים.
חבולסון עסק רבות בתרגום ספרי המקרא. הוא פרסם תרגום מוער לעברית של החלק הראשון של ספר החשמונאים על פי כתב יד מסוף המאה ה־12 (ברלין, 1897). כמו כן, חבולסון הוא המחבר של כשני שלישים מהטקסט הרוסי של התרגום הסינודלי של המקרא (1868–1872), הנחשב עד היום לתרגום מופת, ושל כשלושה רבעים מהטקסט של התרגום הרוסי למקרא שבוצע עבור חברת כתבי הקודש הבריטית (1882).
דניאל חבולסון נפטר בסט. פטרבורג ב־5 באפריל 1911 (ז׳ בניסן תרע״א) בגיל 91.
Die Ssabier und der Ssabismus (St. Petersburg : Buchdruckerei der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, 1856)
Über die Überreste der altbabylonischen Literatur in arabischen Übersetzungen (St. Petersburg : Buchdruckerei der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, 1859)
Über Tammûz und die Menschenverehrung bei den alten Babyloniern (S. Petersburg : Buchdruckerei der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, 1860) <translated into Hebrew>
מאמר תמוז : יכלכל דרישה תוריית והמצאה חדשה בהוראת שם המקרא ״תמוז״ ... על אודות ״כבוד־אנשים־בכבוד־אלוה״ אצל הבבלים הקדמונים (ליק : נדפס בבית הדפוס של רודאָלף זיבערט, תרכ״ד 1864) <חבר בשפת גרמנית ... מאת ... ד. חוואלסאהן ; והוכן עתה בשפת עברית ... בהוספת איזה הערות ... מאתי איש ח״י גורלאנד>
О нѣкоторыхъ средневыхъ обвиненіяхъ противъ евреевъ : историческое изслѣдованіе по источникамъ (Санктпетербургъ : Тип. штаба Отдѣльнаго корпуса внутренней стражи], 1861)
Achtzehn hebräische Grabschriften aus der Krim : ein Beitrag zur biblischen Chronologie semitischen Paläographie und alten Ethnographie (St. Petersburg : Kaiserlichen Académie der Wissenschaften, 1865)
Извѣстія о Хозарах, Буртасах, Болгарах, Мадьярах, Славянах и Руссах Абу-Али Ахмеда бен Омар Ибн-Даста неизвѣстнаго доселѣ арабскаго писателя начала Х вѣка, по рукописи Британскаго музеян ... (С.-Петербург : Тип. И. Академіи наук, 1869)
Die semitischen Völker : Versuch einer Charakteristik (Berlin : F. Duncker, 1872) <translated into English>
The Semitic nations / translated by Eph M. Epstein (Cincinnati : Bloch & Co., publishers and printers, 1874)
Die Quiescentes הוי in der althebraeischen Ortographie (St. Petersburg, 1876)
Употребляют-ли Евреи христіанскую кровь? (С.-Петербург : М. А. Хана, 1879)
О нѣкоторых средневѣковых обвиненіях против евреев : Историческое изслѣдованіе по источникам (С.-Петербург : Типографія Цедербаума и Гол'денблюма, 1880)
Corpus inscriptionum hebraicarum, enthaltend Grabschriften aus der Krim und andere Grab- und Inschriften in alter hebräischer Quadratschrift : sowie auch Schriftproben aus Handschriften vom IX.-XV. Jarhundert (St. Petersburg : H. Schmitzdorff ; Leipzig : F.A. Brockhaus, 1882)
Сборник еврейских надписей : содержащий надгробныя надписи из Крыма и надгробныя и другия надписи из иных мѣст, в древнем еврейском квадратном шрифтѣ, также и образтцы шрифтов из рукописей от IX-XV столѣтия (Санктпетербург : Тип. Имп. Академии наук, 1884)
Syrisch-nestorianische Grabinschriften aus Semirjetschie (St. Pétersbourg : Commissionnaires de l'Académie des Sciences, 1890–1897)
Das letzte passamahl Christ und der tag seines todes : nach den in übereinstimmung gebrachten berichten der Synoptiker und des Evangelium Johannis (St. Petersbourg : M. Eggers & Co et J. Glasounof, 1892)
שריד ופליט : מתרגום עברי ישן לספר הראשון מספרי החשמונאים / י״ל עפ״י כתב יד משנת 1160–1180 לערך ע״י ד. חוואלזאהן (ברלין : חברת מקיצי נרדמים, תרנ״ה) <בתוך: קובץ על יד : הוא ספר האסיף: כולל דברים עתיקים נעתקים מתוך כתבי-יד, שנה יב–יג (תרנ"ה)>
ראשית מעשה הדפוס בישראל (ווארשא : בדפוס מ. לעווינסקי, תרנ״ז 1897) <תרגם משפת רוסיא, עם הערות ונוספות מאת משה אלעזר אייזענשטאדט>
Die Blutanklage und sonstige mittelalterliche Beschuldigungen der Juden : eine historische Untersuchung nach den Quellen (Frankfurt a.M. : J. Kauffmann, 1901)
Das letzte Passamahl Christi und der Tag seines Todes : nach den in Ubereinstimmung gebrachten Berichten der Synoptiker und des Evangelium Johannis ... (Leipzig : Haessel, 1908) <"Anastatischer Neudruck von der Ausgabe von 1892 nebst drei Beilagen, enthaltend Erganzungen und Verbesserungen des Verfassers">
Über die Frage ob Jesus gelebt hat (Leipzig : Haessel, 1910)
Beiträge zur entwicklungsgeschichte des Judentums : von ca. 400 v. Chr. bis ca 1000 n. Chr. (Leipzig : Haessel, 1910)
О некоторых средневековых обвинениях против евреев : историческое исследование по источникам (Москва : Текст ; Книжники, 2010) <предисловие Ю. Табака>
Reed, Andrew C. For One's Brothers: Daniil Avraamovich Khvol'son and the “Jewish Question” in Russia 1819–1911 (Tempe, Arizona : Arizona State University, 2014) <"A Dissertation Presented in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Doctor of Philosophy">
Vasyutinskaya, Daria. When copyright was different : Avraham Firkowicz and the rehabilitation of Daniel Chwolsohn. Eastern European Karaites in the Last Generations / edited by Dan D.Y. Shapira and Daniel J. Lasker ... (Jerusalem: Ben-Zvi Institute for the Study of Jewish Communities in the East, 2011), pages 123–129.
On "Das letzte Passahmahl Christi und der Tag seines Todes"