Röntgen chcel vypátrať pôvod žiarenia a tak začal pohybovať tienidlom smerom k trubici. Svetlo silnelo a na tienidle zbadal kosti svojich prstov, ktorými ho držal. Objavil niečo neuveriteľné a úžasné – lúče, ktoré dokážu preniknúť ľudským telom, niečo, o čom sa neskôr v mnohých vedeckých prácach hovorilo ako o “priesvitnej ruke”. Nasledovalo množstvo ďalších pokusov, na základe ktorých sa chcel dozvedieť čo najviac o lúčoch, ktoré objavil. Keďže dlho nevedel o aké lúče vlastne ide, nazval ich lúče X. Tým, že sú to skutočné lúče si bol úplne istý, lebo vrhali tieň. Podobali sa síce na svetelné lúče, no na rozdiel od nich neboli viditeľné. S tým sa dlho nechcel uspokojiť a tak opakoval pokus za pokusom, zakaždým inak s rôznymi materiálmi, ale výsledok bol vždy ten istý. Všetko čo dovtedy vedel, 28. decembra zhrnul. Tieto nové lúče X boli úplne odlišné od katódových, vznikali však na mieste, kde dopadali na sklenú stenu alebo inú prekážku, napr. kovovú platňu antikatódy.

Pri kovoch, najmä platine, je žiarenie oveľa intenzívnejšie ako pri skle, lúče sa šíria priamočiaro na všetky strany, pod ich vplyvom sa vzduch stáva elektricky vodivý a na rozdiel od katódových lúčov, nemožno magnetom meniť ich smer. Prenikajú takmer cez všetky látky, cez ľahké lepšie než cez ťažké, no 1,5 mm hrubá olovená platňa už je takmer nepriepustná. W.C. Röntgen urobil jednu z prvých röntgenových snímok v dejinách, keď s vyše dvadsať minútovou expozíciou odfotografoval kostru ruky svojej manželky. Kosti ruky a mäkké časti sa stali viditeľným. Na prelome rokov 1895/1896 sa správa o röntgenovom senzačnom objave rozšírila po celom svete. Na pozvanie cisára Wilhema II. Bádateľ 13.1.1896 urobil v Berlínskom zámku experimentálnu prednášku a 23.1.1896 referoval o novom druhu lúčov na zhromaždení Fyzikálno – lekárskej spoločnosti vo Würzburgu. Publikum si získal, keď sa mu počas zasadnutia podarilo urobiť aj snímku ruky Würzburgského anatóma A. von Köllikera.
Köllikera spontánne nato navrhol nazvať tieto lúče po ich objaviteľovi – röntgenovými lúčmi. Ohlas na nové lúče a ich možnosti bol mimoriadny. Od roku 1896 sa začal fáza intenzívneho výskumu s rtg. technikou. Na mnohých miestach sa inštalovali rtg. prístroje a pracovalo sa na ďalších technických zlepšeniach.

Za svoj objav prevzal W.C. Röntgen 10.12.1901 ako prvý vedec vôbec NOBELOVU CENU ZA FYZIKU.
Svoj objav nedal nikdy patentovať, možno povedať, že ho daroval celému ľudstvu. V medicíne je význam tohto objavu tak veľký, že sa hovorí o medicíne pred Röntgenovom a po Röntgenovi.
Rtg.