1895年12月22日晚上，他說服他的夫人充當實驗對象，當他夫人的手放在熒光屏后時，她簡直不敢相信，熒光屏上這只有戒指和骨骼畢露的造影就是她自己的手，這種實驗對倫琴夫人，也像以后對許多人一樣，仿佛產(chǎn)生了一種死亡的征兆。

倫琴深信他的觀察是證據(jù)確鑿的，他確信自己已發(fā)現(xiàn)了一種新的神秘射線；1895年12月28日，他給維爾茨堡物理學醫(yī)學學會遞交了一份認真、簡潔的通訊，題目為《一種新的射線，初步報告》。那時的倫琴對這種射線是什么確實不了解，這就是他在第一個通報中按代數(shù)上的未知數(shù)符號“X”命名的原因。

倫琴在發(fā)現(xiàn)這種射線后說道：“起初，當我做這個穿透性射線的發(fā)現(xiàn)時，它是這樣奇異而驚人，我必須一而再、再而三地做同一實驗，以使絕對地肯定它的實驗存在，除去實驗室中這個奇怪觀象之外，別的我什么也不知道。它是事實還是幻影？我在懷疑和希望之間弄得精疲力盡，也不想讓其它思想干擾我的實驗”。

1896年年初，倫琴把他的新發(fā)現(xiàn)公之于眾，立即引起了巨大的轟動，其反應之強烈，影響之迅速，實為科學史上罕見。

所有研究機構的物理學家都開始仿造倫琴的實驗設備，抓緊時間重復他的實驗，倫琴陸續(xù)收到了威廉·湯姆生、斯托克斯(Stokes)、彭加勒(Poincaré)、寇爾勞士、玻爾茲曼(Boltzmonn)等著名科學家的來信，這些熱情洋溢的信都贊揚他為科學做出了極大的貢獻。