1895年12月伦琴写出了他的第一篇X射线的论文，发表后立即引起了人们极大的兴趣和振奋。在短短的几个月内就有数以百计的科学家在研究X射线，在一年之内发表的有关论文大约就有一千篇！在伦琴发明的直接感召下而进行研究的科学家当中有一位是安托万·亨利·贝克雷尔。贝克雷尔虽然是有意在做X射线的研究，但是却偶然发现了甚至更为重要的放射现象。

在一般情况下，每当用高能电子轰击一个物体时，就会有X射线产生。X射线本身并不是由电子而是由电磁波构成的。因此这种射线与可见辐射线（即光波）基本上相似，不过其波长要短得多。

当然X射线的最著名的应用还是在医疗（包括口腔）诊断中。其另一种应用是放射性治疗，在这种治疗当中X射线被用来消灭恶性肿瘤或抑制其生长。X射线在工业上也有很多应用，例如，可以用来测量某些物质的厚度或勘测潜在的缺陷。X射线还应用于许多科研领域，从生物到天文，特别是为科学家提供了大量有关原子和分子结构的信息。

发现X射线的全部功劳都应归于伦琴。他独自研究，他的发现是前所未料的，他对其进行了极佳的追踪研究，而且他的发现对贝克雷尔及其他研究人员都有重要的促进作用。

然而人们不要过高地估计伦琴的重要性。X射线的应用当然很有益处，但是不能认为它如同法拉第电磁感应的发现一样，改变了我们的整个技术；也不能认为X射线的发明在科学理论中有其真正重大的意义。人们知道紫外线（波长要比可见光短）已近一个世纪了，X射线与紫外线相类似，但是它的波长比紫外线还要短，它的存在与经典物理学的观点完全相符。总之，我认为完全有理由把伦琴远排在贝克雷尔之后，因为贝克雷尔的发现具有更重大的意义。

伦琴目己没有孩子，但他和妻子抱养了一个女儿。1901年伦琴获得诺贝尔物理奖，是获得该项奖的头一个人。他于1923年在德国慕尼黑与世长辞。