1895年11月8日发现了X射线,为开创医疗影像技术铺平了道路,1901年被授予首次诺贝尔物理学奖。这一发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响了20世纪许多重大科学发现。
例如安东尼·亨利·贝克勒尔就因发现天然放射性,与居里夫妇共同获得1903年的诺贝尔物理学奖。到今天,为了纪念伦琴的成就,X射线在许多国家都被称为伦琴射线,另外第111号化学元素Rg也以伦琴命名。
1901年他成为诺贝尔奖金第一位物理学奖金获得者,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。
伦琴一生在物理学许多领域中进行过实验研究工作,如对电介质在充电的电容器中运动时的磁效应、气体的比热容、晶体的导热性、热释电和压电现象、光的偏振面在气体中的旋转、光与电的关系、物质的弹性、毛细现象等方面的研究都做出了一定的贡献。