Wie so viele wissenschaftliche Errungenschaften haben wir Röntgens bahnbrechende Entdeckung einem Zufall zu verdanken. Der Forscher ist 1895 in Würzburg mit der Untersuchung der neu beschriebenen Kathodenstrahlen beschäftigt. Dafür experimentiert er mit einer sogenannten Gasentladungsröhre, in der durch eine hohe Spannung Elektronen stark beschleunigt werden. Als Folge beginnt das in der Röhre befindliche Gas zu leuchten.

Doch Röntgen bemerkt am 8. November noch einen weiteren Effekt: Im abgedunkelten Raum fallen ihm Lichtschimmer auf einem speziellen Leuchtschirm auf. Auch einige Kristalle, die in der Nähe der Experimentierröhre liegen, beginnen zu fluoreszieren. Es ist Licht, das es nach damaligem Kenntnisstand eigentlich nicht geben darf. Denn die Kathodenstrahlen sind viel zu schwach, um für dieses Phänomen verantwortlich zu sein.
Mysteriöse Strahlung
Aufgeregt geht der Physiker der merkwürdigen Erscheinung genauer nach. Zunächst umhüllt er seine Röhre mit schwarzem Papier, doch der Leuchteffekt bleibt. Röntgen schlussfolgert: Das Leuchten muss durch eine bisher unbekannte Strahlung „X“ zustande kommen, die durch Glas und sogar dunkles Papier hindurchdringen kann. Kann sie womöglich auch andere Materialien passieren? Um dies herauszufinden, durchleuchtet der Forscher unter anderem Holz, Gummi und Metall. Dabei stellt er fest, dass die mysteriösen Strahlen Materialien abhängig von deren Dichte unterschiedlich gut durchdringen. Nur Blei scheint die X-Strahlen ganz abhalten zu können.
Röntgen verrät anfangs niemandem etwas von seiner Entdeckung. Lediglich seiner Frau teilt er mit: „Ich mache etwas, von dem die Leute, wenn sie es erfahren, sagen würden: ‚Der Röntgen ist wohl verrückt geworden‘.“