Hartvig Huitfeldt-Kaas var den første leder av institusjonen med det lange navnet “De praktisk-vitenskapelige undersøkelser vedrørende ferskvandsfiskeriene”. Han gjorde et banebrytende arbeid i norsk limnologisk forskning og er internasjonalt kjent for sine utredninger om vassdragsreguleringenes innvirkning på fiskeriforholdene.
Hartvig Huitfeldt, som han opprinnelig het, vokste opp i Kristiania og tok examen artium der 1889. Tilleggsnavnet Kaas anla han etter farens død 1905, da han arvet rettighetene til Det Kaasenlundske fideikommiss, en kapitalavkastning som hadde vært i Huitfeldt-slekten siden 1803. Hans interesse for dyr og deres livsforhold ble tidlig vakt, og etter artium ble han en av de første elevene til Fridtjof Nansen, som var leder for Zoologisk laboratorium ved universitetet i Kristiania. Nansen var opptatt med forberedelser til polarferdene, og allerede 1893 ble han etterfulgt av Johan Hjort. Under Hjorts ledelse ble Huitfeldt-Kaas engasjert i studiet av kolonisjøpunger (synascidier) med materiale fra Nordhavsekspedisjonene (1876–78), og arbeidet ble publisert 1896.
1894 fikk Huitfeldt-Kaas stillingen som konservator ved Universitetets zoologiske museum, men allerede året etter ble han ansatt som den første leder av De praktisk-videnskapelige undersøkelser vedrørende ferskvandsfiskeriene. Før han tiltrådte stillingen, hadde han et studieopphold i Kiel hos den kjente planktonforsker C. Apstein. Inspirert av oppholdet i Kiel publiserte han noen år senere de første kvalitative og kvantitative Planktonundersøgelser i norske Vande. Huitfeldt-Kaas viser her at mengden av fisk i et vann er avhengig av planktonproduksjonen.
Gjennom sine undersøkelser av produksjonsforholdene i en rekke innsjøer observerte han stor forskjell i fiskenes vekst. På den tiden var tyske forskere i gang med grunnleggende undersøkelser av skjell fra karpefisk, og de viste at årringer i skjellene kan brukes til å bestemme fiskens alder. Inspirert av de tyske forskerne hadde Johan Hjort satt i gang undersøkelser av sild og torsk i Bergen, og Knut Dahl og Einar Lea viste at årringene i skjell står i forhold til fiskens alder og vekst. Huitfeldt-Kaas' undersøkelser av ferskvannsfisk resulterte i flere viktige rapporter, som 1927 ble utgitt i en større avhandling, Studier over aldersforhold og veksttyper hos norske ferskvannsfisker, som gav ham dr.philos.-graden.
På sine mange reiser i Norge samlet Huitfeldt-Kaas et omfattende materiale om ferskvannsfiskenes utbredelse i Norge. 1918 publiserte han et grundig arbeid om Ferskvandfiskenes utbredelse og innvandring i Norge. Avhandlingen ble internasjonalt kjent og senere oversatt til tysk. I arbeidet diskuterte Huitfeldt-Kaas både økologiske og glasialgeologiske forhold som innvirker på fiskenes geografiske utbredelse i Norge.
Huitfeldt-Kaas var også mye benyttet som sakkyndig vedrørende fiskeriene i vassdrag og vann. Det resulterte i tallrike artikler i forskjellige fagtidsskrifter og vitenskapelige publikasjoner, som f.eks. Mjøsens fisker og fiskerier. I de første tiårene av 1900-tallet ble det satt i gang flere store vassdragsreguleringer i Norge. Det ble stadig stilt spørsmål om reguleringenes innvirkning på fiskeriforholdene. Polyteknisk Forening i Oslo satte 1933 opp en prisoppgave om dette; besvarelsen fra Huitfeldt-Kaas ble belønnet med sølvmedalje.
Til tross for dårlig helse var Hartvig Huitfeldt-Kaas en ivrig hagedyrker, sportsfisker og jeger. Under sine mange turer i skog og mark, alltid med sine gordonsettere, gjorde han en rekke observasjoner av fugler og andre dyr som han beskrev i populære tidsskrifter. Han var flittig bidragsyter til Naturen, Norsk Fiskeritidende og spesielt Buskerud Jæger og fiskerforenings tidsskrift. Som ivrig skiløper var han aktiv i Foreningen til Skiidrettens Fremme og etterfulgte sin slektning Fritz Huitfeldt som sekretær der 1893–95. Han var også interessert i sjøfiske og var styremedlem i Foreningen til Fremme av Fiskeriene i Oslofjorden innenfor Drøbak fra 1900 til sin død. Han var medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi fra 1930.