Wiedziony genialną intuicją, Roentgen postanowił sprawdzić, czy promienie X potrafią przeniknąć przez ciało człowieka. W badaniach pomogła mu żona, która położyła dłoń na opakowanej w papier kliszy fotograficznej, podczas gdy Wilhelm uruchomił aparaturę wytwarzającą promieniowanie X. Po wywołaniu kliszy Roentgen zobaczył na niej dłoń żony z uwidocznionymi strukturami wewnętrznymi (głównie kośćmi).
Po raz pierwszy człowiek zajrzał do wnętrza ciała innego człowieka bez użycia skalpela - bezkrwawo i bezboleśnie! Spełniło się w ten sposób odwieczne marzenie lekarzy: żeby nie musieli zgadywać, co złego dzieje się w ciele pacjenta na podstawie samych tylko objawów choroby, ale mogli zajrzeć do środka i po prostu zobaczyć, co jest źródłem tej choroby. Roentgen za swoje prace dostał w 1901 roku Nagrodę Nobla.
Lekarze skwapliwie wykorzystali jego odkrycie, używając promieni X do badania pacjentów, co radykalnie polepszyło trafność diagnostyki. Szczególne zasługi położyły badania rentgenowskie (jak je zaczęto nazywać od nazwiska odkrywcy) w zwalczaniu gruźlicy. Gdyby nie profilaktyka, czyli masowe prześwietlenia pozornie zdrowych osób, pozwalające wykryć pierwsze zmiany w płucach nieświadomej zwykle ofiary gruźlicy i podjąć leczenie na tyle wcześnie, by mogło przynieść dobry skutek - gruźlica mogła zebrać na początku XX wieku równie wielkie żniwo śmierci, jak średniowieczne epidemie ospy, dżumy czy cholery!
Promienie Roentgena ocaliły również wiele istnień ludzkich podczas wojny. Rannych żołnierzy trzeba było operować, aby usunąć z ich ciał wszystkie pociski i odłamki, a przeoczenie któregoś z nich zwykle kończyło się śmiercią. Dopiero prześwietlenie rentgenowskie pozwalało znaleźć i usunąć wszystkie odłamki. Bardzo się tutaj zasłużyła nasza wielka rodaczka, Maria Curie-Skłodowska, która podczas I wojny światowej woziła aparaty rentgenowskie do szpitali przyfrontowych i sama wykonywała prześwietlenia, dzięki czemu ocaliła wielu ludzi.
