Hieronymus studierte ab 1868 zunächst Medizin in Zürich und Bern und wandte sich 1870 der Botanik zu, in der er an der Universität Halle 1872 promoviert wurde. 1873 wurde er zunächst Assistent von Paul Günther Lorentz und 1874 bis 1883 war er Professor für Botanik in Córdoba (Argentinien) und erforschte die Flora in Argentinien, Bolivien, Brasilien und Uruguay. Ab 1883 war er als Privatgelehrter in Breslau und ab 1892 Kurator des Botanischen Gartens in Berlin.
Er befasste sich besonders mit Farnen und Algen (wobei er bedeutende Herbarien zusammentrug) und gab 28 Jahre lang die Zeitschrift für Kryptogamen Hedwigia heraus.
1895 wurde er Mitglied der Leopoldina.