Werner Heisenberg föddes den 5 december 1901 i Würzburg. Han var son till Dr. August Heisenberg och hans fru Annie Wecklein. Hans far blev senare professor i mellersta och moderna grekiska språk vid universitetet i München. Det var förmodligen på grund av hans inflytande som Heisenberg anmärkte, när den japanska fysikern Yukawa upptäckte den partikel som nu kallas meson och termen ”mesotron” föreslogs för det, att det grekiska ordet ”mesos” inte har något ”tr” i sig, med resultatet att namnet ”mesotron” ändrades till ”meson”.
Heisenberg gick till Maximilian-skolan i München fram till 1920, när han gick till universitetet i München för att studera fysik under Sommerfeld, Wien, Pringsheim och Rosenthal. Under vintern 1922-1923 åkte han till Göttingen för att studera fysik under Max Born, Franck och Hilbert. 1923 tog han sin doktorsexamen vid universitetet i München och blev sedan assistent för Max Born kl. universitetet i Göttingen, och 1924 fick han venia legendi vid det universitetet.
Från 1924 till 1925 arbetade han med ett Rockefeller-bidrag med Niels Bohr vid Köpenhamns universitet för att återvända för sommaren 1925 till Göttingen.
1926 utnämndes han till lektor i teoretisk fysik vid Köpenhamns universitet under Niels Bohr och 1927, då han bara var 26 år, utnämndes han till professor i teoretisk fysik vid universitetet i Leipzig.
1929 åkte han på en föreläsningsturné till USA , Japan och Indien.
1941 utsågs han till professor i fysik vid universitetet i Berlin och chef för Kaiser Wilhelm Institute for Physics där.
I slutet av andra Under andra världskriget togs han och andra tyska fysiker till fängelse av amerikanska trupper och skickades till England, men 1946 återvände han till Tyskland och omorganiserades med sina kollegor Institutet för fysik i Göttingen. Detta institut döptes om till Max Planck Institute for Physics 1948.
1948 stannade Heisenberg några månader i Cambridge, England för att hålla föreläsningar, och 1950 och 1954 blev han inbjuden att föreläsa i Förenta staterna. Vintern 1955-1956 föreläste han Gifford-föreläsningarna vid University of St. Andrews, Skottland. Dessa föreläsningar publicerades därefter som en bok.
Under 1955 var Heisenberg upptagen med förberedelserna för borttagningen av Max Planck Institute for Physics till München. Fortfarande chef för detta institut, han åkte till München och 1958 utnämndes han till professor i fysik vid universitetet i München. Hans namn döptes då till Max Planck Institute for Physics and Astrophysics.
Heisenbergs namn kommer alltid att förknippas med hans teori om kvantmekanik, publicerad 1925, när han bara var 23 år gammal. För denna teori och tillämpningarna av den som särskilt resulterade i upptäckten av allotropa former av väte tilldelades Heisenberg Nobelpriset för fysik för 1932.
Hans nya teori baserades bara på vad som kan observeras, det vill säga på strålningen från atomen. Vi kan inte, tillade han, alltid tilldela en elektron en position i rymden vid en viss tidpunkt eller följa den i sin omloppsbana, så att vi inte kan anta att de planetbana som Niels Bohr postulerar faktiskt existerar. Mekaniska storheter, såsom position, hastighet, etc. bör representeras, inte av vanliga tal, utan av abstrakta matematiska strukturer som kallas ”matriser” och han formulerade sin nya teori i termer av matrisekvationer.
Senare Heisenberg uttalade sin berömda osäkerhetsprincip, som fastställer att bestämningen av en mobil partikels position och momentum nödvändigtvis innehåller fel vars produkt inte kan vara mindre än kvantkonstanten h och att även om dessa fel är försumbar på mänsklig skala , de kan inte ignoreras i studier av atomen.
Från 1957 och framåt var Heisenberg intresserad av arbete med plasmafysikproblem och termonukleära processer, och också mycket arbete i nära samarbete med International Institute of Atomic Physics at Genève. Han var i flera år ordförande för institutets vetenskapliga politiska kommitté och förblev därefter medlem av denna kommitté.
När han 1953 blev president o av Alexander von Humboldt-stiftelsen gjorde han mycket för att främja denna stiftels politik, som var att bjuda in forskare från andra länder till Tyskland och att hjälpa dem att arbeta där.
Sedan 1953 var hans eget teoretiska arbete koncentrerad till den enhetliga fältteorin om elementära partiklar som tycks vara nyckeln till en förståelse för fysik hos elementära partiklar.
Förutom många medaljer och priser fick Heisenberg en hedersdoktor vid universitetet i Bruxelles, vid det tekniska universitetet i Karlsruhe och nyligen (1964) vid universitetet i Budapest; han är också mottagare av Order of Merit of Bavaria och Grand Cross for Federal Services with Star (Tyskland). Han är en stipendiat från Royal Society of London och en riddare av meriteringsordningen (fredsklass). Han är medlem i vetenskapsakademierna i Göttingen, Bayern, Sachsen, Preussen, Sverige, Rumänien, Norge, Spanien, Nederländerna, Rom (Pontificial), tyska Akademie der Naturforscher Leopoldina (Halle), Accademia dei Lincei (Rom ) och American Academy of Sciences. 1949-1951 var han president för Deutsche Forschungsrat (tyska forskningsrådet) och 1953 blev han president för Alexander von Humboldt Foundation.
En av hans hobbyer är klassisk musik: han är en framstående pianist. 1937 gifte sig Heisenberg med Elisabeth Schumacher. De har sju barn och bor i München.