Este físico alemán incorporouse ao mundo de Würzburg en 1901. Aínda que desde mozo o seu pai animoulle ás humanidades, enseguida destacáronlle a súa tendencia á física e á química. Aos vinte e dous anos se doctoró en física na Universidade de Munich. Tivo como profesores a Sommerfeld e Bohr e tivo a oportunidade de coñecer as teorías de ambos os investigadores. Bohr investigou a estrutura interna do átomo paira determinar a posición das liñas do espectro. Heisenberg, con todo, cría que estas liñas só están na imaxinación, polo que se centrou na observación da realidade como liña principal de investigación.
Non descartou totalmente o estudo das liñas espectrales. Pola contra, centrouse principalmente no modelo matemático que pode explicar estas liñas. En 1927 propuxo a mecánica matricial paira iso, pero uns meses máis tarde a ecuación da mecánica ondulatoria que o austríaco Schrodinger lanzara foi máis eco que o modelo de Heisenberg.
En 1927 postulou o principio de incerteza, un dos alicerces da mecánica cuántica. Isto significa que a posición e o momento dunha partícula non se pode coñecer á vez con total certeza. Paira saber exactamente onde está a partícula, o observador debe conseguir que a partícula interaccione cun fotón de pequena lonxitude de onda, pero ao ser este un fotón de alta enerxía, a interacción aumenta a velocidade da partícula. Con todo, o uso de fotóns de pequena enerxía reduce a precisión da posición debido á maior lonxitude de onda do fotón. O principio de incerteza deulle fama a Heisenberg e en 1932 recibiu o Premio Nobel de Física.
Durante a Segunda Guerra Mundial, o Goberno alemán deixou en mans de Heisenberg o estudo da bomba atómica. Con todo, a Guerra concluíu antes de que terminasen os exames e Heisenberg asentouse na Alemaña occidental, sendo director do Instituto Max Planck de Gottingen. En 1955 escribiu un libro titulado A imaxe da natureza na Física actual.
Faleceu en Munich aos 75 anos de idade.