Hölzenbein võitis 1974. aastal Lääne-Saksamaa jalgpallikoondisega maailmameistritiitli. Seejuures mängis Hölzenbein koondise võidus olulist rolli, kuna tema vastu tehti Hollandi vastu toimunud finaalis 0:1 kaotusseisus viga, mis kinkis sakslastele penalti, mille realiseeris Paul Breitner.
Hölzenbein põdes pikki aastaid rasket dementsust, mis jättis ta viimastel aastatel spordiala juurest täielikult kõrvale.
Klubijalgpalli tasemel esindas Hölzenbein 14 aastat Frankfurdi Eintrachti, lüües 420 kohtumisega 160 väravat.
Sakslane krooniti 1979. ja 1980. aastal Frankfurtiga UEFA karikavõitjaks. Samuti on Hölzenbeini auhinnakapis kolm Saksamaa karikavõistluste kirkaimat auhinnatasu.
