Schivelbein (ma: Swidwin, Lengyelország) városában látta meg a napvilágot. Orvosi tanulmányait Berlinben végezte. 1848-ban tanulmányozta a Felső-Sziléziában dühöngő tífuszjárványt, melyről kimerítő tudósításokat írt. 1849-ben az akkori politikai mozgalmakban való részvétele miatt elvesztette állását, ezután Würzburgban lett egyetemi tanár és az Új Kórtani Intézet igazgatója. A Magyar Tudományos Akadémia 1873-ban kültagjává választotta. Részt vett archeológiai és antropológiai kutatásokban is. Foglalkozott Berlin csatornázásának ügyével és nagy munkát végzett az 1870-71-es háborúban a sebesültek gyógyítása terén - ő szervezte meg az első kórházvonatot. Neve azzal vált széles körben ismertté, hogy kidolgozta a sejtkórtan elméletét: a betegségeket a sejtek rendellenes változásaira vezette vissza. Elmélete a maga korában pozitív szerepet töltött be, mivel megindította a sejtek működését befolyásoló gyógyszeres kezelés kutatását és a kóros alaki elváltozások beható tanulmányozását. Berlinben hunyt el 1902. szeptember 5-én.