Nach einer abgebrochenen kaufmännischen Lehre ließ sich Walter Hege ab 1912 zum Dekorationsmaler ausbilden und nahm an Kursen an der Kunstgewerbeschule in Dresden teil. Nach der Rückkehr vom Kriegsdienst besuchte er 1916 Grafikkurse an der Kunstgewerbeschule in Dresden. Bei dem bekannten Porträtfotografen Hugo Erfurth ließ er sich zwischen 1918 und 1920 zum Fotografen ausbilden. Große Bekanntheit erlangte Hege durch seine Publikationen zu den Domen in Naumburg (1925) und Bamberg (1927), die bis in die 60er Jahre neu aufgelegt wurden. Daneben beschäftigte sich Hege mit Kulturdenkmälern der Antike, die in weiteren Bildbänden wie Die Akropolis (1930) oder Olympia (1936) ihren Niederschlag fand. 1930 wurde er zum Leiter der Lichtbildabteilung der Weimarer Kunsthochschule ernannt. Nachdem er in die NSDAP eintrat, wurde er zum Professor ernannt. Ab 1935 entstanden Filmarbeiten u. a. mit Leni Riefenstahl und Luis Trenker. Nach 1945 verlagerte er seinen Wohnsitz nach Karlsruhe und später nach Gelsenkirchen, wo er als Industriefotograf tätig war.