Werner Heisenberg nasceu em 5 de dezembro de 1901, em Würzburg. Ele era filho do Dr. August Heisenberg e sua esposa Annie Wecklein. Seu pai mais tarde se tornou professor de línguas gregas médias e modernas na Universidade de Munique. Foi provavelmente devido à sua influência que Heisenberg observou, quando o físico japonês Yukawa descobriu a partícula agora conhecida como méson e o termo “mesotron” foi proposto para ela, que a palavra grega “mesos” não tem “tr” nela, com o resultado de que o nome “mesotron” foi alterado para “meson”.
Heisenberg foi para a escola Maximilian em Munique até 1920, quando foi para a Universidade de Munique para estudar física em Sommerfeld, Wien, Pringsheim e Rosenthal. Durante o inverno de 1922-1923, ele foi para Göttingen para estudar física com Max Born, Franck e Hilbert. Em 1923, ele fez seu Ph.D. na Universidade de Munique e depois se tornou assistente de Max Born em a Universidade de Göttingen, e em 1924 ele ganhou a venia legendi naquela universidade.
De 1924 a 1925 ele trabalhou, com um Rockefeller Grant, com Niels Bohr, na Universidade de Copenhagen, voltando para o verão de 1925 a Göttingen.
Em 1926 foi nomeado professor de Física Teórica na Universidade de Copenhague com Niels Bohr e em 1927, quando ele tinha apenas 26 anos, foi nomeado professor de Física Teórica na Universidade de Leipzig.
Em 1929, ele fez uma viagem de palestras para os Estados Unidos , Japão e Índia.
Em 1941, foi nomeado professor de Física na Universidade de Berlim e diretor do Instituto Kaiser Wilhelm de Física de lá.
No final do segundo Durante a Guerra Mundial, ele e outros físicos alemães foram feitos prisioneiros pelas tropas americanas e enviados para a Inglaterra, mas em 1946 ele retornou à Alemanha e reorganizou, com seus colegas, o Instituto de Física de Göttingen. Este Instituto foi, em 1948, rebatizado de Instituto Max Planck de Física.
Em 1948, Heisenberg permaneceu alguns meses em Cambridge, Inglaterra, para dar palestras, e em 1950 e 1954 foi convidado a dar palestras no Estados Unidos. No inverno de 1955-1956, ele deu as Palestras Gifford na Universidade de St. Andrews, Escócia, sendo essas palestras posteriormente publicadas como um livro.
Durante 1955, Heisenberg estava ocupado com os preparativos para a remoção dos Instituto Max Planck de Física para Munique. Ainda Diretor deste Instituto, foi com ele para Munique e em 1958 foi nomeado Professor de Física na Universidade de Munique. Seu instituto estava sendo renomeado como Instituto Max Planck de Física e Astrofísica.
O nome de Heisenberg sempre estará associado à sua teoria da mecânica quântica, publicada em 1925, quando ele tinha apenas 23 anos. Por esta teoria e as aplicações dela que resultaram especialmente na descoberta de formas alotrópicas de hidrogênio, Heisenberg recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1932.
Sua nova teoria era baseada apenas no que pode ser observado, isto é, sobre a radiação emitida pelo átomo. Não podemos, disse ele, atribuir sempre a um elétron uma posição no espaço em um determinado momento, nem segui-lo em sua órbita, de modo que não podemos assumir que as órbitas planetárias postuladas por Niels Bohr realmente existam. Quantidades mecânicas, como posição, velocidade, etc. devem ser representadas, não por números ordinários, mas por estruturas matemáticas abstratas chamadas “matrizes” e ele formulou sua nova teoria em termos de equações matriciais.
Posteriormente, Heisenberg declarou seu famoso princípio de incerteza, que estabelece que a determinação da posição e momento de uma partícula móvel contém necessariamente erros cujo produto não pode ser menor que a constante quântica he que, embora esses erros sejam insignificantes na escala humana , eles não podem ser ignorados nos estudos do átomo.
De 1957 em diante, Heisenberg estava interessado em trabalhar em problemas de física de plasma e processos termonucleares, e também em muitos trabalhos em estreita colaboração com o Instituto Internacional de Física Atômica em Genebra. Foi durante vários anos Presidente do Comité de Política Científica deste Instituto e subsequentemente permaneceu como membro deste Comité.
Quando se tornou, em 1953, Presidente o f Fundação Alexander von Humboldt, ele fez muito para promover a política desta Fundação, que era convidar cientistas de outros países para a Alemanha e ajudá-los a trabalhar lá.
Desde 1953 seu próprio trabalho teórico foi concentrou-se na teoria do campo unificado de partículas elementares que lhe parece ser a chave para uma compreensão da física das partículas elementares.
Além de muitas medalhas e prêmios, Heisenberg recebeu um doutorado honorário da Universidade de Bruxelles, da Universidade Tecnológica de Karlsruhe e, recentemente (1964), da Universidade de Budapeste; ele também recebeu a Ordem do Mérito da Baviera e a Grã-Cruz por Serviços Federais com Star (Alemanha). Ele é membro da Royal Society of London e Cavaleiro da Ordem do Mérito (Peace Class). Ele é membro das Academias de Ciências de Göttingen, Baviera, Saxônia, Prússia, Suécia, Romênia, Noruega, Espanha, Holanda, Roma (Pontificial), a Akademie der Naturforscher Leopoldina (Halle) alemã, a Accademia dei Lincei (Roma ) e a American Academy of Sciences. Durante 1949-1951 foi presidente do Deutsche Forschungsrat (Conselho de Pesquisa Alemão) e em 1953 tornou-se presidente da Fundação Alexander von Humboldt.
Um de seus hobbies é a música clássica: ele é um pianista ilustre. Em 1937, Heisenberg casou-se com Elisabeth Schumacher. Eles têm sete filhos e vivem em Munique.