Hadersdorf-Weidlingau besteht aus mehreren Ortsteilen: der Katastralgemeinde Hadersdorf im Norden (Mauerbachstraße, Cottage-Viertel), der Katastralgemeinde Weidlingau im Südwesten (Hauptstraße, Josef-Palme-Platz, Wurzbachtal, Auhof-Center) und Mariabrunn (bei der Pfarrkirche) im Süden beim Lainzer Tiergarten. Mariabrunn gehört zur Katastralgemeinde Auhof, die zum überwiegenden Teil im 13. Gemeindebezirk Hietzing liegt. Hadersdorf (2106,37 ha), Weidlingau (93,47 ha) und der Penzinger Teil von Auhof (22 ha) erstrecken sich gemeinsam über eine Fläche von 2221,84 ha. Hadersdorf-Weidlingau bildet ferner einen eigenen, aus vier Zählsprengeln bestehenden Zählbezirk der amtlichen Statistik, dessen Grenzverlauf jedoch weder mit jenen der heutigen Katastralgemeinden noch mit jenem der ehemals selbstständigen Gemeinde Hadersdorf-Weidlingau ident ist.
Hadersdorf-Weidlingau (im Volksmund auch HaWei genannt) liegt im Wienerwald am westlichen Stadtrand von Wien und grenzt an die niederösterreichischen Gemeinden Purkersdorf, Mauerbach und Klosterneuburg an. Durch seine Lage im Wienerwald ist es Ausgangspunkt vieler städtischer Wanderwege. Durch Hadersdorf-Weidlingau fließen sowohl der Mauerbach als auch der Wienfluss. Im östlichen Ortsgebiet von Hadersdorf-Weidlingau (Richtung Wien) befindet sich das sogenannte Sumpfgebiet: Hier handelt es sich um das große Retentionsbecken Auhof im Mündungsbereich von Wienfluss und Mauerbach, das die Stadt Wien im Falle von Hochwasser vor Überflutungen schützen soll. Südlich des Ortsgebiets befindet sich der Lainzer Tiergarten, ein Naherholungsgebiet der Wiener.
Im Gebiet von Hadersdorf-Weidlingau wurden zahlreiche Funde aus der Römerzeit gemacht, was auf eine Besiedelung beziehungsweise auf eine Römerstraße (Richtung Tulln?) schließen lässt. Zur Zeit der Völkerwanderung gab es in Hadersdorf auf dem Buchberg eine kleine Awarensiedlung. Noch heute kann man einen erodierten Wall um den Berg herum erkennen. Während des Baus des Wasserbehälters in der Buchbergstraße in den 1970er Jahren wurden Funde von dieser Siedlung gemacht.
Im 12. Jahrhundert wird Hadersdorf erstmals erwähnt: In einer Urkunde im Stift Klosterneuburg wird von Hedrichsdorf gesprochen. In dieser Zeit entstand wahrscheinlich auch eine Wehranlage an der Stelle des heutigen Schloss Laudon. Diese Wehranlage wurde wie der Ort und die Pfarrkirche bei der ersten Wiener Türkenbelagerung 1529 zerstört. In den Jahren danach entstand ein Schloss auf den Resten dieser Wehranlage und sollte in den folgenden Jahrhunderten mehrmals umgebaut werden und später durch Feldmarschall Laudon erworben werden (s.u.).
Von 1639 bis 1655 entstanden die barocke Pfarrkirche Mariabrunn und das Kloster Mariabrunn. In der Kirche wurden bei Renovierungsarbeiten um 1995 bemerkenswerte Fresken entdeckt, welche in den letzten Jahren vorbildlich restauriert wurde. Im Klostergebäude befindet sich heute die Bundesforstanstalt. Das Ortsbild war damals geprägt durch Bauernhäuser, Mühlen (am Mauerbach bei Mariabrunn) und Häusern von Holzarbeitern, die im waldreichen Wienerwald Holz für Wien schlugen.Im Jahr 1679 wütete die Pest in Wien und auch in Hadersdorf. Heute erinnert daran die Pestsäule an der Hadersdorfer Hauptstraße nahe Wolf in der Au.1715 entstand das Ledererschlössel mit seinem Barockgarten am Fuß des Mühlberges in Weidlingau. Dieses Lusthaus wurde von Johann Bernhard Fischer von Erlach erbaut und 1973 für den Bau des Kinderheimes „Stadt des Kindes“ abgerissen.In der Mitte des 18. Jahrhunderts erfolgte der Umbau des Schlosses Laudon zu seiner heutigen Form. Dieses Schloss ist ein historisch interessantes Baudenkmal in Hadersdorf, da es das einzige Wasserschloss im Wiener Stadtgebiet ist. Nach seinem siegreichen Feldzug gegen die Türken erwarb 1779 Feldmarschall Ernst Gideon von Laudon (auch Loudon) das Schloss und gab ihm seinen heutigen Namen. Auf seinem damaligen Anwesen erbaute er sich ein Denkmal, den sogenannten Türkenstein (auf dem zum Teil der Feldzug bildlich dargestellt wird) sowie zwei Grabmäler (eines am Hügel bei der Salzwiese, eines unten im Tal an der Mauerbachstraße).
Die Gemeinden Hadersdorf, Weidlingau, Mariabrunn und Auhof wurden 1851 zur niederösterreichischen Wienerwaldgemeinde Hadersdorf-Weidlingau vereinigt. In dieser Zeit – auch bedingt durch den Bau der Westbahn – wurde Hadersdorf-Weidlingau zu einem beliebten Zweitwohnsitz. Wohlhabende Städter bauten Villen im typischen Wienerwaldstil. Von diesen Villen sind noch einige erhalten (Buchberg und Loudonstraße, Cottage-Viertel), allerdings wurden manche in den letzten Jahrzehnten stark verändert.
Der heutige Friedhof Hadersdorf-Weidlingau wurde 1875 geweiht. Um 1900 entstanden bei Mariabrunn im Zuge der Wienflussregulierung große Wehranlagen und Retentionsbecken.
Nach dem Anschluss Österreichs an das Dritte Reich im Jahr 1938 wurde der Ort als Teil des neugeschaffenen 14. Bezirks Penzing nach Groß-Wien eingegliedert. Nach dem Zweiten Weltkrieg verblieb dieser Bezirksteil bei Wien, hat allerdings seinen dörflichen Charakter bewahrt.
1858 wurde die Westbahn durch Hadersdorf-Weidlingau gebaut. Es entstanden zwei Haltestellen: Hadersdorf-Weidlingau (heute: Wien Hadersdorf) und Weidlingau-Wurzbachtal (heute: Wien Weidlingau).
Durch den Bau der Wiener Stadtbahn zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde der Bahnhof Hadersdorf-Weidlingau zu einem fünfgleisigen Bahnhof ausgebaut, wobei zwei Gleise für den Nahverkehr und drei Gleise für den Fernverkehr reserviert waren (ein Durchfahrtsgleis). Das große Aufnahmegebäude des Bahnhofs befand sich in der Bahnstraße (beim ehemaligen Gasthaus Kirschenhofer) und ähnelte dem noch heute existierenden Bahnhof Tullnerbach-Pressbaum. Auf dem Westbahnabschnitt zwischen Unter-Purkersdorf und Hütteldorf-Hacking gab es damals eine gute Nahverkehrsanbindung mit dem Pendler, der tagsüber sogar im 15-Minuten-Takt verkehrte. Das Bahnhofsgebäude wurde Ende der 1970er Jahre abgerissen; lediglich der Mittelbahnsteig mit seiner interessanten Stahlkonstruktion überlebte bis heute (allerdings stark renoviert und modernisiert). Mit dem Bau des Lainzer Tunnels 2001 wurden die zwei Nahverkehrsgleise abgetragen; der Nahverkehr wird seit dem über die Fernverkehrsgleise abgewickelt.
Hadersdorf-Weidlingau hat Anschluss an das Netz der S-Bahn Wien (Linien S2b, S15 und S50 in den Haltestellen Wien Hadersdorf und Wien Weidlingau). Darüber hinaus verkehren mehrmals pro Stunde regionale Buslinien vom Bahnhof Hütteldorf (u. A. die Linien 150, 151, 247, 249, 250). Seit dem 26. März 2006 fahren am Wochenende halbstündlich Nachtbusse von der Oper direkt nach Hadersdorf-Weidlingau (Linie N49).
Weiters gibt es auch einige Radwege: einer nach Purkersdorf (zwischen Wienfluss und Westbahn durch den Christkindlwald) und zwei Radwege nach Wien (der eine entlang der Mauer des Lainzer Tiergartens zur Auhofstraße im 13. Bezirk und der andere bis ab Wolf in der Au entlang der Westbahn, danach entlang des Wienflusses nach Hütteldorf bzw. Hietzing).
In Hadersdorf-Weidlingau befindet sich der Anfang der Westautobahn A1. Seit 1995 gibt es dort das Auhofcenter, ein Einkaufszentrum mit Kino und gastronomischen Betrieben.
