1895年11月8日晚，德國維爾茨堡大學校長兼物理研究所所長倫琴在實驗室研究陰極射線。
為了防止外界光線對放電管的影響，也為了不使管內可見光漏出管外，他把房間全部弄黑，創造伸手不見五指的環境，他還用黑色硬紙給放電管做了個封套。為了檢查封套是否漏光，他給放電管接上電源，發現沒有漏光。但他切斷電源后，意外地發現一米以外的工作臺上有閃光，閃光是從一塊熒光屏上發出的，他把屏一步步移到兩米意外，仍可見到屏上有熒光。
倫琴認為這肯定不是陰極射線了，而是一種新的射線。經過反復試驗，倫琴發現這種射線可穿透千頁書，2-3厘米厚的木板，幾厘米厚的硬橡皮，15毫米厚的鋁板等等，但無法穿透鉛板。
更神奇的是，他發現這種射線可以穿透肌肉照出骨骼輪廓，于是他把夫人請到實驗室，讓她把手放在黑紙包嚴的照相底片上。經射線照射，顯影，底片上清晰的呈現出他夫人的手骨像，手指上的結婚戒指也很清楚。。
1895年12月28日，倫琴向維爾茨堡物理醫學學會遞交了一篇關于這種新射線的論文報告，并正式為這種射線命名為“X射線”