ვილჰელმ რენტგენი სწავლობდა ქალაქ უტრეხტში, ტექნიკურ სკოლაში. 1865 წელს ის გამორიცხეს სკოლიდან, რადგან დააბრალეს ერთ-ერთი მასწავლების კარიკატურის დახატვა. სკოლის ატესტატის არქონის გამო, რენტგენი უნივერსიტეტში ლექციებს ესწრებოდა ვიზიტორის სტატუსით. 1865 წელს, მან სცადა ჩაებარებინა ამავე ქალაქში მდებარე უნივერსიტეტში, მაგრამ არასაკმარისი აკადემიური მოსწრების გამო, ის სასწავლებელში არ მიიღეს. ამის შემდეგ რენტგენი გამოცდები ჩააბარა ფედერალურ პოლიტექნიკურ ინსტიტუტში (ამჟამინდელი შვეიცარიის ციურიხის უმაღლესი ტექნიკური სკოლა (გერმ.Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) და სწავლა დაიწყო მექანიკური ინჟინერიის განხრით. 1869 წელს მან დაიცვა სადოქტორო ხარისხიციურიხის უნივერსიტეტში.[21] იყო ა. კუნდტის ასისტენტი ვიურცბურგისა (1870 წლიდან) და სტრასბურგის (1872 წლიდან) უნივერსიტეტებში. უმაღლესი სასოფლო-სამეურნეო სკოლისა (ჰოენჰაიმში, 1875 წლიდან), სტრასბურგის (1876 წლიდან), გისენისა (1879 წლიდან) და ვიურცბურგის (1888 წლიდან) უნივერსიტეტების პროფესორი. 1894 წლიდან ვიურცბურგის უნივერსიტეტის რექტორი. 1900-1920 წლებში მიუნხენის უნივერსიტეტის პროფესორი. რენტგენს ეკუთვნის კრისტალთა პიეზოელექტრული და პიროელექტრული თვისებების კლასიკური გამოკვლევა, (მანვე დაადგინა კრისტალებში ელექტრულ და ოპტიკურ მოვლენათა ურთიერთკავშირი. გამოკვლევები აქვს აგრეთვე მაგნეტიზმში. 1895 წელს აღმოაჩინა გამოსხივება, რომელსაც X-სხივები უწოდა, და შექმნა პირველი რენტგენის მილაკები, რომელთა კონსტრუქცია ძირითადად დლემდე არ შეცვლილა. ამ აღმოჩენისათვის 1901 წელს რენტგენს პირველს მიენიჭა ნობელის პრემია ფიზიკაში. რენტგენული გამოსხივების აღმოჩეენამ და მისმა შემდგომმა გამოკვლევამ დიდი როლი შეასრულა ატომის აგებულიებისა და ნივთიერების სტრუქტურის შესწვავლაში. ამ გამოსხივებას ფართოდ იყენებენ მედიცინაში, მეცნიერებასა და ტექნიკაში.