Hempel studierte ab 1897 Architektur an der Technischen Hochschule Dresden und an der Akademie der Bildenden Künste Dresden. Zu seinen Lehrern zählten unter anderen Paul Wallot und Karl Weißbach. In München absolvierte Hempel ab 1901 ein Malereistudium. Ab 1903 war er in Dresden Mitarbeiter der Deutschen Werkstätten für Handwerkskunst; ab 1904 arbeitete er als Assistent an der Hochbau-Abteilung der Technischen Hochschule Dresden. In dieser Zeit unternahm er zahlreiche Studienreisen, unter anderem nach England und Belgien. Ab 1907 lehrte er als außerordentlicher Professor an der Technischen Hochschule Dresden und übernahm dort 1920 die Professur für Freihand-, Ornament- und Figurenzeichen von Fritz Schumacher. Er wirkte bis 1945 als Professor an der Hochschule. Einer seiner Schüler war Rolf Göpfert.
Walther Pflug: Zum 80. Geburtstag von Prof. Oswin Hempel. In: Deutsche Architektur, Jahrgang 1956, Heft 2, S. 87.
Andreas Schenk: Auf den Spuren Oswin Hempels. Ein Dresdner Architekt der Reformbewegung des frühen 20. Jahrhunderts. In: Gilbert Lupfer, Konstanze Rudert, Paul Sigel (Hrsg.): Bau + Kunst. Kunst + Bau. Festschrift zum 65. Geburtstag von Professor Jürgen Paul. Hellerau-Verlag, Dresden 2000, ISBN 3-910184-75-8, S. 248–254.
Dorit Petschel: 175 Jahre TU Dresden. Band 3: Die Professoren der TU Dresden 1828–2003. Hrsg. im Auftrag der Gesellschaft von Freunden und Förderern der TU Dresden e. V. von Reiner Pommerin, Böhlau, Köln u. a. 2003, ISBN 3-412-02503-8, S. 350.
Drago Bock: Es sucht seinesgleichen. In: Leipziger Volkszeitung, Ausgabe Wurzen, 10. Mai 2010.
Abbildung des Wettbewerbsentwurfes für das Deutsche Hygiene-Museum in der Dissertation von Sabine Schulte (2001) urn:nbn:de:hbz:5-02407 (Teil 4, Abb. IV/38a, PDF; 1,84 MB)