在1845年3月27日，德国著名的物理学家伦琴出生在鲁尔河流域吕内堡的一个商人家庭。3岁时，全家迁往荷兰的阿佩尔多恩，他就在那里上小学和中学。伦琴学习成绩平平，喜欢运动，动手能力强，有点淘气。1865年，伦琴进入瑞士苏黎学院，攻读机械工艺。1868年毕业，获得机械工程师学位。1869年写出了第一篇物理学论文《气体的研究》，获得了苏黎世工业学院理学博士学位。
1875年以后，他任霍恩海姆农学院物理学教授、斯特拉斯堡大学理论物理学副教授等职。1879年任吉森大学物理学教授。1889年任维尔茨堡大学物理学教授和物理研究所所长，1894年任校长。1896年成为柏林科学院和慕尼黑科学院的通讯院士。同年伦敦皇家学院授予他伦福德奖章。1900年，美国哥伦比亚大学授予他巴纳德奖章。同年伦琴到慕尼黑大学就任物理学教授和物理研究所所长。伦琴对物理学的最主要贡献，是发现了X射线，又叫做伦琴射线。1895年11月8日，伦琴正在做阴极射线实验。阴极射线是电子流构成的，而电子流是通过放在一个几乎是真空的玻璃管两端的电极加高电压产生的。阴极射线本身没有特殊的穿透性，而且几厘米厚的空气就能阻挡它。这次，他用很厚的黑纸把阴极管完全包起来，以便通电时，没有光泄露。然而，当伦琴给阴极通电时，他惊奇地看见，不远处凳子上的一块荧光屏在发光，好像是一束光造成的，他关掉试管，这块涂有氰亚铂酸钡的屏幕就停止发光了。由于阴极射线管是被紧紧包裹着的，伦琴认识到，当电流通过试管时，一种看不见的射线从管子里发射出来，他确信这个现象不是阴极射线造成的，因为它只能穿透几厘米厚的空气，他断定存在着一种新的射线。为了验证自己的想法，年过半百的伦琴依靠他特有的毅力，吃、住在实验室，一连做了七个星期的秘密实验。他试验过各种各样的材料，几千页的书，厚厚的玻璃板，二三厘米厚的木板，几厘米厚的硬橡胶……这种新射线都能穿透。有一次，当伦琴把手放到放电管和荧光屏之间的时候，他惊呆了：在屏上看到自己的手完全变了样，好像是拼凑起来的几根黑糊糊的干树枝。当伦琴清醒地知道这干树枝就是他手指骨骼的时候，他激动得几乎要跳起来。他立即回家把自己的发现告诉了妻子。据说当时妻子正在生他的气，责怪他这么长时间不回家，说他有意编造“发现”骗她。于是伦琴把妻子带到实验室，请她帮忙做个实验。他让妻子把左手放到放电管前面，然后把用纸包好的照相底片放在她的手后面，过了十几分钟，把底片一冲洗，获得了一张手骨的照片——世界上第一张人类活体骨骼的照片。妻子不解地问：“这是怎么回事？”伦琴说：“这是一种穿透力很强的新射线作用的结果。”“这种新射线叫什么名字？”伦琴摇了摇头回答说：“不知道，它是一个未知数，就叫它X射线吧。”
1895年12月28日，伦琴以《一种新的射线——初步报告》向维尔茨堡物理学医学协会作了报告，宣布他发现了X射线，并且阐述了这种射线的性质，直线传播、穿透力强、不随磁场偏转等。这一发现立即引起了强烈的反响：1896年1月4日柏林物理学会成立五十周年纪念展览会上展出X射线照片。1月5日维也纳《新闻报》抢先作了报道；1月6日伦敦《每日纪事》向全世界发布消息，宣告发现X射线。这些宣传，轰动了当时国际学术界，论文《初步报告》在三个月之内就印刷了五次，立即被译成各种文字在各国发行。一月中旬，伦琴应召到柏林皇宫，当着威廉皇帝和王公、大臣们的面作了演示。X射线作为世纪之交的三大发现之一，在学术界引起了轩然大波，据统计，只是1896年，世界各国发表的相关论文就有1000多篇，有关的小册子达50多种。
射线在医学和牙科诊断上效果是很显著的。它还可以进行放射治疗，X射线可以摧毁恶性肿瘤或抑制它的发展。X射线在工业上也得到了一些应用。比如，可以用来测量某些物质的厚度或者发现暗藏的裂痕。X射线还被应用于其他的科学研究领域，尤其是它给科学家提供了有关原子及分子结构的大量知识。
伦琴因发现了X射线，荣获1901年诺贝尔物理学奖，是世界上第一个获得诺贝尔奖的物理学家。伦琴对科学的态度非常严谨，为人也很谦虚，据说他把诺贝尔奖金全部贡献给维尔兹堡大学。
1923年2月10日，伦琴身患肠癌，不幸去世，终年78岁。人们为了永久纪念这位伟大的物理学家，在柏林市的波茨坦桥上竖立起伦琴的青铜塑像。国际学术界还作出决定，用“伦琴”来命名X或γ射线的照射量单位。