Німецький фізик Вільгельм Конрад Рентген народився в Леннепе, невеликому містечку поблизу Ремшайд в Пруссії, і був єдиною дитиною в сім'ї процвітаючого торговця текстильними товарами Фрідріха Конрада Рентгена і Шарлоти Констанци (в дівоцтві Фровейн) Рентген. У 1848 р сім'я переїхала в голландське місто Апельдорн - на батьківщину батьків Шарлоти. Експедиції, вчинені Р. в дитячі роки в густих лісах в околицях Апельдорні, на все життя прищепили йому любов до живої природи.
Отримавши кафедру фізики в Вюрцбургском університеті (Баварія), Кундт взяв з собою і свого асистента. Перехід в Вюрцбург став для Р. початком «інтелектуальної одіссеї». У 1872 році він разом з Кундтом перейшов в Страсбурзький університет і в 1874 р почав там свою викладацьку діяльність в якості лектора з фізики. Через рік Р. став повним (дійсним) професором фізики Сільськогосподарської академії в Гогенхейме (Німеччина), а в 1876 р повернувся в Страсбург, щоб приступити там до читання курсу теоретичної фізики.
Експериментальні дослідження, проведені Р. в Страсбурзі, стосувалися різних областей фізики, таких, як теплопровідність кристалів і електромагнітне обертання площини поляризації світла в газах, і, за словами його біографа Отто Глазера, здобули Р. репутацію «тонкого класичного фізика-експериментатора». У 1879 р Р. був призначений професором фізики Гессенського університету, в якому він залишався до 1888 р відмовившись від пропозицій зайняти кафедру фізики послідовно в університетах Єни та Утрехта. У 1888 р він повертається в Вюрцбурзький університет як професор фізики і директора Фізичного інституту, де продовжує вести експериментальні дослідження широкого кола проблем, в т.ч. стисливості води і електричних властивостей кварцу.
У 1894 р коли P. був обраний ректором університету, він приступив до експериментальних досліджень електричного розряду в скляних вакуумних трубках. У цій області багато вже було зроблено іншими. У 1853 р французький фізик Антуан Филибер Массон зауважив, що високовольтний розряд між електродами в скляній трубці, що містить газ при дуже низькому тиску, породжує червонувате світіння (такі трубки з'явилися першими попередниками сучасних неонових трубок). Коли інші експериментатори почали відкачувати газ з трубки до більшого розрідження, світіння почала розпадатися на складну послідовність окремих світних шарів, колір яких залежав від газу.
Англійський фізик Вільям Крукс за допомогою вдосконаленого вакуумного насоса досяг ще більшого розрідження і виявив, що світіння зникло, а стінки скляної трубки флуоресцируют зеленуватим світлом. Крукс показав, що промені випускає анод (поміщений всередину трубки хрестоподібний предмет відкидав тінь на протилежну стінку) і що промені складаються з деякої субстанції і несуть негативний електричний заряд (б'ючись об лопаті легкого коліщатка, промені приводили його в обертання, а пучок променів відхилявся магнітом в сторону, відповідну негативному заряду). У 1878 р Крукс висловив гіпотезу про те, що флуоресценцію викликають промені, коли вдаряються об скляні стінки. Так як негативний електрод називається катодом, що випускається стінками випромінювання отримало назву катодних променів. Німецький фізик Філіп фон Ленард показав, що катодні промені можуть проникати крізь віконце в трубці, затягнуте тонкою алюмінієвою фольгою, і ионизовать повітря в безпосередній близькості від віконця. Загадка вирішилася пізніше, в 1897 р коли англійський фізик Дж.Дж. Томсон встановив природу частинок в катодних променях і вони отримали назву електронів.
Наступні сім тижнів він провів, досліджуючи явище, яке він назвав ікс-променями (тобто невідомими променями). Тінь, яку відкидав на флуоресціюючий екран провідник від індукційної котушки, що створювала необхідне для розряду висока напруга, навела Р. на думку про дослідження проникаючої здатності ікс-променів в різних матеріалах. Він виявив, що ікс-промені можуть проникати майже в усі предмети на різну глибину, що залежить від товщини предмета і щільності речовини. Тримаючи невеликий свинцевий диск між розрядної трубкою і екраном, Р. зауважив, що свинець непроникний для ікс-променів, і тут зробив вражаюче відкриття: кістки його руки відкидали на екран більш темну тінь, оточену більш світлої тінню від м'яких тканин.
Незабаром він виявив, що ікс-промені викликають не тільки світіння екрана, покритого ціаноплатінітом барію, але і потемніння фотопластинок (після прояву) в тих місцях, де ікс-промені потрапляють на фотоемульсію. Так Р. став першим в світі радіологом. На честь нього ікс-промені стали називати рентгенівськими променями. Широкої популярності набула виконана Р. в рентгенівських променях фотографія (рентгенограма) кисті дружини. На ній, як на негативі, чітко видно кістки (білі, так як більш щільна кісткова тканина затримує ікс-промені, не даючи їм потрапити на фотопластинку) на тлі більш темного зображення м'яких тканин (затримують ікс-промені в меншій мірі) і білі смужки від кілець на пальцях.
У 1893 р німецький фізіолог і фізик Герман фон Гельмгольц передбачив, що випромінювання, подібне світлу, але з досить короткою довжиною хвилі, могло б проникати в тверді матеріали. У той час таке випромінювання не було відомо. Після відкриття Р. німецький фізик Макс фон Лауе висловив блискуче припущення про те, що короткохвильовий характер рентгенівського випромінювання можна було б довести, використовуючи в якості дифракційної решітки регулярно розташовані атоми в кристалі. Дифракційна решітка складається з серії штрихів, проведених на однаковому (малому) відстані один від одного на поверхні скляної або металевої пластинки.
При розсіянні світла на таких пластинках виникає складний візерунок зі світлих і темних плям, вид якого залежить від довжини хвилі падаючого на решітку світла. Але оптичні дифракційні решітки були занадто грубі для того, щоб на них могла відбуватися дифракція випромінювання з настільки короткими довжинами хвиль, як ті, які очікувалися в разі рентгенівського випромінювання. У 1913 р експеримент, запропонований фон Лауе, був поставлений Вальтером Фрідріхом і Паулем Кніппінгом. Так, відкривши невідоме раніше випромінювання, Р. вніс істотний внесок в ту революцію у фізиці, яка відбувалася на початку XX ст.
У 1899 р незабаром після закриття кафедри фізики в Лейпцігському університеті, Р. став професором фізики і директором Фізичного інституту при Мюнхенському університеті. Перебуваючи в Мюнхені, Р. дізнався про те, що він став першим (1901 г.) лауреатом Нобелівської премії з фізики «на знак визнання надзвичайно важливих заслуг перед наукою, що виразилися у відкритті чудових променів, названих згодом в його честь». При презентації лауреата К.Т. Одхнер, член Шведської королівської академії наук, сказав: «Немає сумніву в тому, наскільки великого успіху досягне фізична наука, коли ця невідома раніше форма енергії буде достатньо досліджена». Потім Одхнер нагадав присутнім про те, що рентгенівські промені вже знайшли численні практичні додатки в медицині.
У 1872 р Р. одружився з Ганною Бертою Людвіг, донькою власника пансіону, яку він зустрів в Цюріху, коли навчався у Федеральному технологічному інституті. Не маючи власних дітей, подружжя в 1881 р удочерили шестирічну Берту, дочка брата Р.
Скромному, соромливому Р. Глибоко чужа сама думка про те, що його персона може привертати загальну увагу. Він любив бувати на природі, багато разів відвідував під час відпусток Вейльхайм, де здійснював сходження на сусідні баварські Альпи і полював з друзями. Він пішов у відставку зі своїх постів в Мюнхені в 1920 р незабаром після смерті дружини. Він помер через три роки від раку внутрішніх органів.
Хоча Р. був цілком задоволений свідомістю того, що його відкриття має таке велике значення для медицини, він ніколи не думав ні про патент, ні про фінансову винагороду. Він був удостоєний багатьох нагород, крім Нобелівської премії, в тому числі медалі Румфорда Лондонського королівського товариства, золотої медалі Барнарда за видатні заслуги перед наукою Колумбійського університету, і складався почесним членом і членом-кореспондентом наукових товариств багатьох країн.