1845年伦琴生于德国的吕内堡。1869年，他在苏黎士大学获得哲学博士学位。在以后的19年里，他在一些大学任教，逐渐取得了著名科学家的声望。1888年，他被任命维尔茨学物理学教授和物理研究所所长。就是在这里，伦琴取得了非凡的成就，成为X射线的发明者。
1895年11月8日，伦琴在实验室泡了一整天，研究的是阴极射线。为了使射线集中向一个方向集射，他在发射管外包了一张黑色的硬纸筒，目的是不使射线从其他方向溢出。
回家的路上，伦琴突然记不得自己是不是关上了电源。灯关了，电源不切断，发射管便会损坏。这种马马虎虎的事已发生过好多次，他宁愿再回实验室一趟，也不愿自己宝贵的实验设备出毛病。
打开实验室门，伦琴看到，阴极发射管附近有微光。而且发觉那微光不正常，那种荧绿色的微光不仅不在安放发射管的地方，而且光色也不对。
伦琴打开电灯，看到发光体居然是仪器旁边桌上的一块纸屏，纸屏上，伦琴曾镀过发光晶体，这种晶体在高能粒子流的放射下，会发出莹绿的光。
哪来的高能射线流？阴极射线管四周套着黑色硬纸板圈，它根本不可能射向纸屏。为了把这莫明其妙的情况弄个水落石出，伦琴决定留在实验室。
伦琴没有切断电源，只是把灯关了，纸屏上的微光又出现了。接着，他把电源切断，阴极发射管停止工作，那团莹光立即消失。看来，阴级发射管居然还发射一种人的肉眼无法感知的、能够穿透黑色硬纸板的射线束。
此时，伦琴猛然想起那一包无人拆动却毫无道理爆光的感光片，不正是放在与纸屏同一张桌子上的吗？那时还以为是感光片的问题，但现在看来，作怪的是同一种射线，一种伦琴从未知道的射线。伦琴开始意识到，一次偶然的疏忽，让他站到了一种新的物理现象发现的大门口。
伦琴在实验室一连住了10多天，测试这种射线的特征。穿透力是测试的重点，他找来种种能隔开射线穿透的材料，把感光片贴在它们后面，照射后拿去冲洗。金箔、银箔、铁片、木板，都一一试过，这些材料都挡不住未知射线的穿透。
最后一次，伦琴取来一块小铅板，它没能完全遮没感光片，他只得用手扶住它。谁知底片冲洗出来以后，伦琴又意外地发现，底片上铅板部分没被感光，而自己那只手，也在底片上留下了痕迹，留下的是自己手的骨骼图像。结论已经有了：神秘的射线不能穿透铅板，也不能穿透人的骨骼，因为骨骼主要是由钙构成的，射线穿不透钙质。
伦琴立即举行了实验结果报告会，到会的科学家里，最激动的当数大学里的医学专家。他们从伦琴的实验结果里找到了一种强有力的科学手段。凭借伦琴的射线，医学家可以穿透人的皮肉看到骨骼的真相，确定与骨骼有关的病情。
而以前，他们只能凭经验，或者动手术切开皮肉才能看到真相。医生们建议，把这种新发现的射线称作“伦琴射线”，但伦琴当场表示：新射线的许多性质还不清楚，还要对射线作进一步的性质测试，因此他决定把射线称作“X”射线。