Берлина. Он получил первоначальное образование в Потсдамской гимназии, а затем
в 17 лет поступил студентом в королевский медико-хирургический институт, который окончил в 1842 году, защитив докторскую диссертацию по физиологии.С 1843 по 1848 года Гельмгольц проходил службу в Потсдаме, в качестве военного врача.
В 1847 году Гельмгольц пишет свою знаменитую книгу «О сохранении сил».
В 1848 году занял место в Академии художеств в качестве преподавателя анатомии; одновременно Гельмгольц становится ассистентом при анатомическом музее.
В 1849 году по рекомендации своего учителя, физиолога Иоганна Мюллера, он был приглашён на должность профессора физиологии и общей анатомии в Кёнигсберг.
В 1855 году переезжает в Бонн, где руководит кафедрой анатомии и физиологии, с 1858 года — кафедрой физиологии в Гейдельберге.
В 1870 году становится членом Прусской академии наук.
С 1871 до 1894 года был профессором физики. Возглавил кафедру физики, в 1877 году выстроил Физический институт Берлинского университета, которым управлял до 1888 года.
В 1888 году император Германии Фридрих III возвёл его в дворянское достоинство, а в 1891 году уже император Вильгельм II пожаловал его чином действительного тайного советника и орденом Чёрного Орла. В том же году удостоился высшей награды Франции — звезды ордена «Почётного легиона». Город Берлин избрал его своим почётным гражданином.
Умер Гельмгольц в Берлине 8 сентября 1894.