恩斯特·维尔纳·西门子，1816年12月13日出生于德国城市汉诺威附近伦特庄园的奥伯古特农庄。他的父亲克里斯蒂安·斐迪南·西门子是一个农民，西门子是这个家庭的长子。
1834年夏天，西门子告别了父母和兄弟姐妹，只身前往普鲁士首都柏林。他参加了炮兵部队，经过6个月的训练，晋升为上等兵。1835年秋天，西门子终于如愿以偿，到柏林联合炮兵学院学习。在学院度过的3年可以说是西门子一生中最幸福的时光，他顺利地通过了候补军官、军官和炮兵军官3次考试，担任了军官。同时，他把大量的时间用于科学研究。在3年的学习中，数学、物理和化学是他最感兴趣的科目，在课堂上学习到的知识为他后来的发明之路奠定了基础。
西门子发明创造的主要动力是经济因素。父母早逝后，两个继承农业的弟弟收入有限，无法支付其他兄弟的教育经费。西门子迫切需要开拓经济来源。
他的第一项工业发明是用电流进行镀金和镀银，他用技术入股，和稀有金属厂的亨宁格合作建立了镀金镀银部，双方共同分享红利。第二项发明是改良锌版印刷机，新型的旋转式快速印刷机不久后在西门子手中诞生。1840年，因为与他人决斗，受到短期禁闭处罚，西门子的研究工作被中断。好在监牢里的生活不那么刻板，他竟得以在牢房里布置了一个小小的实验室，把所有时间都用来进行研究。就在这里，幸运之神降临了：他在电解试验中获得了惊人的成功。在禁闭期间，他改进了镀金的方法，并起草了一份专利申请书，获得了为期5年的普鲁士专利。后来，国王签署了他的赦免令，他重获自由。
1845年，西门子发表了几篇重要的科学论文；次年，他的兴趣转向电报事业——就是在这个领域的研究使他名垂青史。
1846年西门子发现杜仲胶具有良好的电绝缘性能，可制作电缆绝缘，不久，制成了通信电缆。1847年，西门子和哈尔斯克合作创办了哈尔斯克电报机制造厂。哈尔斯克是一名技术娴熟的机械师，他帮助西门子制作出指针电报机，后来，他又制造出了线材压铸机。接着，为了找到一种充分耐久的绝缘材料，西门子把铜线用热的树胶包裹起来，制成了绝缘电线。同一年世界上出现的第一条较长的地下电报线，就是用这种电线铺设的。这次的成功更坚定了西门子献身于电报事业的决心。1847年，西门子和他人合伙建立了电报设备制造厂，工厂发展迅速，很快就在欧洲许多国家的首都设立了分号。1848年欧洲革命期间，西门子参加了一些政治军事活动，但那并非他的兴趣所在。一恢复和平，他就返回柏林重新开始了研究工作。从此，西门子以更多的精力从事研究，最终成为举世闻名的德国“电子电气之父”。
19世纪70年代，西门子研发出了直流发电机，最初运用于军事目的，在功率和负荷能力进一步改进之后，他发现这种机器在电车和电气发动机领域也有广泛的应用前景。1879年，西门子公司为柏林街道安装了路灯。1880年，电梯被制造出来。1881年西门子建立了第一个电子公共交通系统，使有轨电车行驶在柏林近郊。从1877年开始，电话机也加入到公司产品行列。西门子对由格雷厄姆·贝尔发明的但还没有在德国获得专利权的电话机进行了改良。这种电话机在前三年的销量超过了一万台。改良别人的发明是维尔纳·西门子的长项，通过他的改良，产品的性能大为提升。
1892年12月6日，西门子在夏洛滕堡去世，终年76岁。
恩斯特·维尔纳·西门子出身贫寒，但一生刻苦勤奋，发明了几十种科技项目，涉及多个领域，其中电子领域成绩最为显赫。1890年西门子退休。德皇弗里德里希三世授予其贵族称号。后来西门子的名字也被用来命名电导率的单位。