En el ámbito científico proporcionó los primeros datos sobre la leucemia en 1845, y contribuyó a aclarar los alcances patogénicos de la embolia y la trombosis.
Su sentencia "Omnis cellula a cellula" (Toda célula proviene de otra célula) marca el inicio de la doctrina de la continuidad germinal, que alcanzó su más alto desarrollo en la teoría del germen-plasma presentada posteriormente por Weismann. Virchow amplió y continuó el trabajo de Bichat sobre las enfermedades de los tejidos. Su nombre está vinculado a la encefalitis aguda congénita , "enfermedad de Virchow". Sus esfuerzos para mejorar la salud pública propiciaron grandes avances en la depuración del agua potable y de las aguas residuales.
Participó activamente en la vida política del país, y su simpatía por los liberales manifestada especialmente en las revueltas de 1848 le acarrearon la pérdida de los cargos que desempeñaba. Fue diputado progresista en la cámara prusiana y en el Reichstag; desde su estrado se opuso tan ardorosamente a la política de Bismarck, que éste lo retó a batirse en duelo en 1865; pero Virchow evitó el enfrentamiento. Jefeó el partido Liberal en el Landtag prusiano desde 1862 y en el Reichstag alemán entre 1880 y 1893. En calidad de consejero municipal dictó normas y medidas para el mejoramiento de la salud pública y convirtió a Berlín en modelo de las grandes ciudades. Figuró entre los fundadores del partido constitucional progresista. Apasionado por la antropología y la arqueología, tomó parte en las excavaciones realizadas en 1879 para encontrar el emplazamiento de la antigua ciudad de Troya, y en 1869 fundó la Sociedad Berlinesa de Antropología, Etnología y Prehistoria.
Nació en Schivelbein, Alemania, hijo de un hotelero. En 1839 inició estudios de Medicina en Berlín; se graduó en 1843. Destacando por sus dotes de investigador, en 1846 obtuvo el cargo de ayudante del Hospital de la Caridad. Profesor de la Universidad berlinesa, fundó los Archivos de Anatomía Patológica y de Fisiología . Durante 7 años fue catedrático de Anatomía Patológica en la Universidad de Wursburgo. Regresó a Berlín en 1856.
Formado en la escuela de Muller y Schonlein, profundizó el estudio de la célula iniciado por Schleiden y Schwann, siguió la orientación de Morgagni en Anatomía patológica, y defendió la entonces nueva idea de la patología celular . De temperamento polémico, discutió con Robert Koch a causa del descubrimiento llevado a cabo por éste del bacilo de la tuberculosis. Falleció en Berlín.