Хольцхаузен вырос в небольшом городке в штате Коннектикут. Его отец занимался дизайном и маркетингом потребительских товаров, и домашний подвал, в котором всегда было полно фломастеров, бумаги разных видов и других материалов, для Хольцхаузена стал полем для развития воображения. Когда Хольцхаузен стал старше, он увлекся автомобилями. Однажды зимой он вместе с другом разобрал двигатель багги, а затем вновь его собрал. Поля его школьных тетрадей всегда были изрисованы автомобилями, а стены его спальни — увешаны изображениями автомобилей. Выбирая профессию, Хольцхаузен решил пойти по стопам отца и поступил на курс промышленного дизайна в Сиракузский университет. А потом во время стажировки он услышал от случайного знакомого, тоже дизайнера, о лос-анджелесской школе дизайна Art Center. «Этот парень рассказал мне об автомобильном дизайне и этом колледже в Лос-Анджелесе, и меня это очень заинтересовало, — рассказывал Хольцхаузен. — Я отучился в Сиракузах два года, а затем решил перевестись в Калифорнию».
Переезд в Лос-Анджелес дал старт его долгой и легендарной карьере автомобильного дизайнера. Хольцхаузен проходил стажировку в штате Мичиган в компании Ford и в Европе в концерне Volkswagen, где он начал постигать тонкости дизайнерской профессии. По окончании учебы в 1992 году он пришел работать в Volkswagen над самым интересным и волнующим проектом, который только можно себе представить, — созданием сверхсекретной модели New Beetle. «Это было по-настоящему волшебное время, — вспоминал Хольцхаузен, — всего 50 человек в мире знали, что мы работаем над этим проектом». Хольцхаузену представилась возможность поработать над экстерьером и интерьером этого автомобиля, включая фирменную вазу для цветов. В 1997 году автоконцерн Volkswagen выпустил New Beetle, и Хольцхаузен сам увидел, как дизайн автомобиля очаровал широкую публику и изменил отношение людей к компании Volkswagen, переживавшей чрезвычайно низкий уровень продаж в Штатах. «Это ознаменовало возрождение бренда VW и вновь перевело дизайн в число его преимуществ», — отмечал Хольцхаузен.
В немецком автоконцерне Хольцхаузен проработал восемь лет, за которые он поднялся по карьерной лестнице и безнадежно влюбился в автомобильную культуру Южной Калифорнии. В Лос-Анджелесе обожают автомобили, а климат позволяет иметь там самые разные модели — от кабриолетов до фургончиков для перевозки досок для серфинга. Практически у всех крупных автопроизводителей есть дизайн-студии в Лос-Анджелесе. Это позволило Хольцхаузену уйти из VW и возглавить калифорнийскую студию концерна General Motors, а затем стать шеф-дизайнером калифорнийской студии фирмы Mazda.
В GM Хольцхаузен понял, насколько неприятной может быть работа в крупной автомобильной компании. Ни одна из моделей, которые запускались в серийное производство, не нравилась ему по-настоящему, а как-то повлиять на корпоративную культуру казалось просто невозможным. Он был одним из тысячи дизайнеров, и когда их разбивали на команды для работы над конкретными проектами, это происходило случайным образом, без учета предпочтений самих дизайнеров. «Это полностью демотивировало меня, — рассказывал Хольцхаузен. — Я знал, что не хочу умереть там». Компания Mazda, напротив, была рада помощи. Хольцхаузен и его команда в Лос-Анджелесе приложили руку к каждому автомобилю в североамериканской линейке моделей и создали ряд концепт-каров, изменивших подход компании к дизайну.
Как сказал Хольцхаузен: «Благодаря нам „Zoom-Zoom" снова стал автомобилем по форме и содержанию».
Хольцхаузен начал работу над проектом по преобразованию автомобилей Mazda в более экологичные за счет замены материалов, использовавшихся для отделки салона, а также замены типа топлива. Когда он создал концептуальный автомобиль, работающий на топливе на основе этилового спирта, кто-то из друзей рассказал ему, что компании Tesla нужен главный дизайнер. Целый месяц Хольцхаузен и помощница Маска Мэри Бет Браун не могли созвониться, чтобы поговорить о должности, и оставляли друг другу голосовые сообщения, но, наконец, Хольцхаузен встретился с Маском в главном офисе компании SpaceX.