Röntgen morì in povertà nel 1923 e nel suo testamento espresse il desiderio che tutta la sua corrispondenza scientifica venisse bruciata. Per questo motivo oggi non si ha un suo racconto dettagliato di cosa avvenne l’8 novembre del 1895. Secondo la storia più diffusa, quel giorno Röntgen stava facendo degli esperimenti con un tubo fluorescente, una capsula di vetro sottovuoto attraverso cui veniva fatta passare una corrente elettrica (una sorta di antenato della lampada al neon). Dopo aver iniziato il suo esperimento, Röntgen si rese conto che qualcosa di strano stava accadendo. Mentre si preparava a passare alla fase successiva, distolse lo sguardo dall’apparecchio e con la coda dell’occhio notò che uno schermo cosparso di una sostanza fluorescente, che aveva sistemato a poca distanza dal tubo, stava brillando fiocamente. La luce era visibile solo con la coda dell’occhio, dove è situata una parte particolarmente sensibile della retina. Guardando fisso lo schermo, invece, Röntgen non riusciva a vedere nulla.
Per il suo esperimento, Röntgen aveva coperto il tubo con degli spessi fogli di cartoncino nero: qualunque cosa stesse illuminando lo schermo era allo stesso tempo praticamente invisibile a occhio nudo e in grado di penetrare lo spesso strato di carta che copriva il tubo. Röntgen ripeté l’esperimento più volte per accertarsi di non aver commesso un errore. Poi cercò di bloccare il misterioso raggio utilizzando una serie di oggetti diversi e scoprì che soltanto il piombo riusciva nel compito. Infine sostituì lo schermo con una pellicola fotografica e chiese a sua moglie di mettere la mano tra il tubo e la pellicola. In questo modo Röntgen ottenne la prima radiografia della storia: un’immagine delle ossa della mano di sua moglie e del suo anello matrimoniale. Decise di chiamare provvisoriamente i misteriosi raggi “X”, come il segno matematico che indica una quantità sconosciuta.