伦琴1845年3月27日生于德国莱茵州莱耐普城。父亲是一个毛纺厂小企业主，母亲是一个心地非常善良的荷兰人。他是独生子。他的小学、中学是在荷兰读完的。17岁就读于荷兰乌屈克市技术学校。伦琴于20岁进入瑞士苏黎世工业大学，1868年毕业，取得了机械工程师称号，次年，以论文《气体的特性》获得哲学博士学位。27岁时与安娜·别鲁塔·鲁德维希缔结良缘。他工作认真仔细，被当时著名物理学家孔德邀做助手，在威茨堡市麦米伦大学物理研究所工作。他选择物理学为终生事业也是受孔德的影响，并得到了他很多的帮助。

1872年随孔德到斯决司堡大学并升任讲师和副教授。1879年，由于杰出的研究工作在济森大学取得了教授职衔。在这里主要是研究“光”和“电”的关系。1888年又回到了威茨堡麦米伦大学，即孔德之后，任物理研究所所长。1894年被选任威茨堡麦米伦大学校长。这是欧洲的物理学家们和伦琴都在研究真空放电现象和阴极射线。伦琴在克鲁克斯高度真空管通高压电流时看到阴极射线，电子碰在管壁上发生蓝白色的荧光，还发现玻璃管外也有荧光。于是便产生疑问，或许这是一种肉眼看不见的未知射线。只有真正工作细心、认真踏实的人才能注意并进一步去探索这种细微的变化。

1895年11月8日，伦琴把实验室的门关的紧紧的，一个人在那里进行阴极射线的研究，在出现阴极射线时，旁边涂有氰化铂钡的荧光屏上，似乎也发出点蓝白色的光。阴极射线是不能通过玻璃管壁的，尤其是伦琴自己精心制造的装置，阴极射线漏出来也是不可能的。伦琴把玻璃管用黑纸紧紧地蒙上，通电后阴极射线发出的光被遮住了，氰化铂钡却依然发亮。断电时就不见了，伦琴用10张黑纸包着玻璃管或以铝板把玻璃 第一张X光片管和荧光屏隔开，荧光屏仍亮着；把厚铅板夹在里面试试，亮光突然消失，铅板一拿开，又重新发亮。伦琴把手插进去一看，在荧光屏上模模糊糊有手骨的形象，手的轮廓也隐约可见，由于这是一种性质不明的新射线，就姑且称为“X射线”。为了仔细研究X射线，伦琴把床也搬进了实验室，整整7个星期，伦琴埋首在“X射线”中。圣诞节前夕，夫人别鲁塔来到实验室，他把她的手放到照相底板上用“X射线”照了一张照片，这是人类的第一张X射线照片，伦琴亲自在照相底板上用钢笔写上1895.12.22。别鲁塔看到照片惊叹不已，问：“这个圆环是什么？”“是我们的结婚戒指”。

伦琴于1895年12月28日把《关于一种新的射线》为题的论文送交威茨堡物理学会和医学协会会长手里，他以严密的文笔，将7个星期的研究结果，写成16个专题。这年正是伦琴50年华诞。这是他为人类奉献的一份最珍贵的礼物。次年1月5日论文副本在《维也纳日报》星期版的头版头条作了详细的报道。这一伟大的发现立即传遍了全世界。1月13日下午5时，伦琴应邀在德皇威廉二世和皇后御前作讲演和表演，德皇与他共进晚餐并授予二级宝冠勋章和勋位，并批准在波茨坦桥旁为他建立塑像的荣誉。1月23日在再作了公开演讲后，他的好友柯立卡，一位解剖学教授建议以“伦琴线”命名此新射线作为纪念。但伦琴说：“假如没有前人的卓越研究，我X射线发现是很难实现的”。谦虚的态度、高尚的品格，伦琴不愧是我们光辉的楷模。1900年伦琴转任慕尼黑大学物理系主任和教授。

伦琴射线是人类发现的第一种所谓“穿透性射线”，它能穿透普通光线所不能穿透的某些材料。在初次发现时，伦琴就用这种射线拍摄了他夫人的手的照片，显示出手骨的结构。这种发现立即引起很大的轰动，为伦琴带来了十分巨大的荣誉。1901年诺贝尔奖第一次颁发，伦琴就由于这一发现而获得了这一年的诺贝尔奖物理学奖。他立即将此项奖金转赠威茨堡大学物理研究所为添置设备之用。此后根据不完全统计，他生前和逝世后所获得的各种荣誉不下于150项，若对伦琴的成就作出估价是很困难的。伦琴的工作是在简陋的环境中完成的。一个不大的工作室，窗下是张大桌子，左旁是个木架子放着日常用品，前面是个火炉，右旁放着高压放电仪器，这就是人类第一次进行X射线试验的地方。伦琴一生谦虚谨慎，从不居功自傲，他以一个普通成员的身份进行教学和科研工作。他的X射线研究工作从现在的水平来看，已非常完整。他谢绝了贵族的称号，不申请专利，不谋求赞助，使X射线的应用得到迅速发展和普及。自1540～1895年间对X射线的发现有关的科学家有25位，其中有波尔、牛顿、富兰克林、安培、欧姆、法拉第、赫兹、克鲁克斯、雷纳德等，伦琴在他们的基础上加上自己的努力探索终于取得了成功。

X射线诊断开创医疗影像技术的先河。1895年，德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现了X射线，为人类利用X射线诊断与治疗疾病开拓了新途径，开创了医疗影像技术的先河。但是第一批X射线照相机发出的X射线很弱，曝光进一小时才能成像，且对医生的身体健康有影响，所以为了使医生可以更清晰对人体内脏器官的病灶和症状进行观察、更好地对症下药，迅速、彻底地解除病人的痛楚，同时保护医生的健康。世界各国科学家孜孜不倦的对医疗影像技术进行着研究和改进。20世纪70年代中期，电子计算机的应用为医疗影像带来了第一次革命性的创新，结合了电子计算机技术的第一台医疗影像设备——CT扫描仪诞生了！利用电子计算机X射线断层成像（CT），可以更好的分辨人体内部结构图像，大幅提高了疾病诊断的准确性，成为为20世纪医学诊断领域所取得的最重大的突破之一。