W 1911 odznaczony został Pour le Mérite za Naukę i Sztukę. Zmarł na raka jelit 10 lutego 1923 r. w Monachium. Jego ciało pochowano na cmentarzu w Giessen.
Dorobek naukowy W 1895 odkrył nowy typ promieniowania. Promienie te zostały nazwane od nazwiska odkrywcy promieniami Roentgena na wniosek histologa Alberta Koellikera na posiedzeniu w Würzburgu. Za to odkrycie w roku 1901 został uhonorowany pierwszą Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki. Innymi tematami jego prac były krystalografia i fizyka płynów.
Kilka tygodni po odkryciu nowego promieniowania wykonał pierwsze w historii zdjęcie rentgenowskie, które przedstawiało szkielet dłoni jego żony.
W większości krajów promienie Roentgena nazywane są promieniami X lub promieniowaniem X (w krajach anglojęzycznych są to ), jednak w Polsce i Niemczech używa się terminu promieniowanie rentgenowskie (także promieniowanie Röntgena lub Roentgena).
Na jego cześć jednostkę dawki promieniowania jonizującego nazwano rentgenem. Również urządzenie do prześwietleń wykorzystujące promieniowanie rentgenowskie – aparat rentgenowski – nazywa się potocznie „rentgenem”.
Od 1 listopada 2004 jego nazwisko znalazło się też w nazwie pierwiastka chemicznego – roentgena (l.a.