Er studierte bis 1869 Jura an den Universitäten in Leipzig und Berlin. Ab 1873 war er als Gerichtsreferendar, ab 1877 als Gerichtsassessor am Stadtgericht in Berlin tätig. 1878 trat er - zunächst in Hannover, ab 1880 in Breslau - in den Eisenbahnverwaltungsdienst. Juli 1884 kam er nach Berlin und arbeitete als Dezernent der verstaatlichten Eisenbahn Berlin-Hamburg. Ein Jahr später trat er die gleiche Stelle in Altona an. 1893–1895 leitete Breitenbach als Direktor das Eisenbahn-Betriebsamt zuerst in Hannover, dann in der Freien Hansestadt Hamburg. 1896 wurde er Kommissar des Preußischen Ministers der öffentlichen Arbeiten und nach Mainz versetzt. Ein Jahr darauf war er Präsident der Königlichen Preußischen und Großherzoglichen Hessischen Eisenbahndirektion in Mainz. Er ging 1903 als Präsident der Königlichen Eisenbahndirektion nach Köln. 1906 übernahm er die Leitung des Ministeriums der öffentlichen Arbeiten und die des Reichsamtes für die Verwaltung der Reichseisenbahnen in Elsass-Lothringen. 1909 wurde er geadelt, 1913 erhielt Breitenbach den Schwarzen Adlerorden. Von Mai 1916 bis November 1917 war Breitenbach Vizepräsident des Preußischen Staatsministeriums. Am 13.11.1918 trat er von seinen Ämtern zurück und ging in Pension. Breitenbach lebte danach auf seinen Gütern in Bückeburg, wo er verstarb. Er hatte wesentlichen Anteil am Zustandekommen der U-Bahn-Strecke nach Dahlem. Mehrere Fakultäten deutscher Universitäten verliehen ihm die Ehrendoktorwürde bzw. den Ehrentitel Dr.-Ing.