Entre sus obras más célebres están Principios físicos de la teoría de los cuantos de 1930, Física del núcleo atómico de 1943, Sobre radiación cósmica de 1943 y S ituación presente en la teoría de partículas elementales de 1955. Contribuyó personalmente a la divulgación e interpretación de sus investigaciones físicas con numerosos artículos, conferencias y ensayos científicos.
Nació en W,rzburg, Baviera. Hijo de un profesor de lengua y literatura bizantina y neohelénica de la Universidad de Munich, en dicha universidad estudió física teórica bajo la dirección de los maestros Sommerfeld, Wien y Rosenthal, y obtuvo el doctorado en 1923. Trabajó un año con Max Born en la Universidad de Gotinga. Favorecido con la beca Rockeffeller, de 1924 a 1925, amplió sus conocimientos en la Universidad de Copenhague junto a Niels Bohr. En 1927, fue profesor de física teórica en Leipzig. Entre 1929 y 1932, viajó por Estados Unidos, Japón y la India dictando cursos y conferencias. En 1932, recibió el premio Nobel de Física por sus trabajos de mecánica cuántica aplicados al estudio del átomo.
Profesor en la Universidad de Berlín y director del Instituto de Física Kaiser Wilhelm, defendió frente a las autoridades científicas nazis la teoría de la relatividad de Einstein . Prisionero de los aliados en la segunda guerra mundial, rechazó la posibilidad de colaborar con científicos estadounidenses y británicos para la construcción de las primeras bombas atómicas. Regresó a Alemania en 1946, fue profesor en Gotinga y dirigió el Instituto de Física y Astrofísica (rebautizado Max Planck y ubicado en Munich).
En los años de posguerra, continuó sus estudios intentando la formulación de una teoría o ecuación general que unificara la explicación de todos los campos de fuerzas (gravitatoria, electromagnética, nuclear débil o de Fermi y nuclear fuerte) que afectan a las partículas elementales. Falleció en Munich. Era miembro de la Academia de Ciencias de Baviera y de la Comisión de Energía Atómica alemana; presidió la Fundación Humboldt y fue vicepresidente de la Sociedad Max Planck para el desarrollo de las ciencias.