Fill d’una família benestant -el seu pare fou ambaixador a Pèrsia i Rússia i un expert orientalista-, tingué una formació musical acurada. El 1849 fou ordenat de capellà. Estudià a la Universitat d’Oxford, centre al qual restà vinculat professionalment la resta de la seva vida. El 1854 hi aconseguí el doctorat en música i el 1855 en fou nomenat professor de música, en substitució de H. Bishop. També exercí com a xantre a la catedral de Hereford. El 1856 fundà una escola de cant coral, el Saint Michel College, a Tenbury, al capdavant de la qual estigué la resta de la seva vida. Ouseley edità obres religioses d’O. Gibbons i col·laborà amb G. Grove en la primera edició del seu diccionari de música. Com a compositor, assolí reconeixement sobretot pels seus oratoris, especialment pel titulat The Martyrdom of st. Polycarp (1855). Compongué, a més, uns onze services i uns setanta anthems per al culte anglicà, així com preludis i fugues per a orgue, un instrument en el qual destacà per les seves improvisacions. Les seves composicions es conserven a la catedral de Hereford. Publicà obres didàctiques sobre harmonia, composició i contrapunt.