Der gelernte Kanzleibedienstete Rudolf Hundstorfer absolvierte seine Lehrjahre im Magistrat der Stadt Wien und arbeitete anschließend in verschiedenen Verwaltungsbereichen der Gemeinde.

In der Gewerkschaft war Hundstorfer 40 Jahre tätig; 1967 wurde er Jugendvertrauensmann, 1976 Personalvertreter, 1987 Leitender Referent der Gewerkschaft der Gemeindebediensteten (GdG), 1998 Vorsitzender der Landesgruppe Wien der GdG, 2001 Geschäftsführender Vorsitzender der Gewerkschaft der Gemeindebediensteten und 2003 GdG-Vorsitzender sowie Vizepräsident des ÖGB.

1990 wurde Rudolf Hundstorfer, der Mitglied der Bezirksorganisation Floridsdorf ist, auch Mitglied des Wiener Landtages und Gemeinderates, dessen erster Vorsitzender er von 1995 bis zu seinem Ausscheiden Anfang 2007 war. Nachdem ÖGB-Präsident Fritz Verzetnisch im Zusammenhang mit den verlustreichen Geschäften der gewerkschaftseigenen BAWAG im März 2006 überraschend zurücktrat, wurde Rudolf Hundstorfer zunächst als Interimspräsident und wenige Tage später als geschäftsführender ÖGB-Präsident bestellt. Beim 16. ÖGB-Bundeskongress im Januar 2007 wurde Rudolf Hundstorfer schließlich zum neuen Präsidenten des ÖGB gewählt.

Im Anschluss an die Nationalratswahlen im September 2008 wurde Rudolf Hundstorfer am 2. Dezember als Minister für Soziales, Arbeit und Konsumentenschutz in der Regierung Faymann angelobt. Sein Nachfolger als ÖGB-Präsident wurde Erich Foglar.

Bei der Wahl zum Bundespräsidenten am 24. April 2016 erreichte Hundstorfer mit 11,28 % den vierten Platz und konnte zur Stichwahl nicht mehr antreten. Ab 4. November 2016 war er Präsident der Österreichischen Bundessportorganisation. Am 20. August 2019 starb Rudolf Hundstorfer während eines Urlaubs auf der kroatischen Insel Brač an einem Herzinfarkt.