维尔纳·冯·西门子，生于汉诺威一个农民家庭，在家中12个孩子中排行第四。1847年，西门子和工程师约翰·乔治·哈尔斯克依靠自己堂兄的投资，建立了西门子——哈尔斯克电报机制造公司，主要生产西门子发明的指南针式电报机，这个公司也就是后来西门子公司的前身。作为一名物理学家，因为他对科学技术的热爱，使得公司的发展也受到了这种热情的影响。1848年西门子公司赢得了法兰克福至柏林的电报线路合同，从此开始了大发展。
由于19世纪的欧洲大陆战乱频频，当时的汉诺威处于英国的控制之下，他的父亲在一位侯爵的领地上租了一块地，西门子和兄弟姐妹们一起在这里度过了快乐的童年时光。负责教授孩子们读书写字的是他们的祖母，祖母还教他们背诵了许多诗歌来增强他们的记忆力。后来，父亲又亲自教他们世界史纲和民俗学纲要，他并没有采用刻板的知识灌输，而是用一种新奇独特的方式，将知识传达给他们，让孩子们对学习的兴趣非常高涨，这也为西门子后来的世界观奠定了基础。
西门子11岁时进入了门岑多夫附近一座小城的市立中学。斐迪南·西门子原想让儿女们去接受正规的学校教育，但由于学校离家太远，孩子们又太小，于是他便于1829年春聘请了一位家庭教师。这位家庭教师是一名年轻的神学院大学生，父亲为他聘请的这位家庭教师使他青少年时代的生活发生了决定性的转折。这位年轻的教师非常懂得孩子们的心理，善于调动他们的积极性和责任感，因此孩子们也非常喜欢他，他唤醒了西门子对科学研究的快乐感和进取心。在他的启发教育下，维尔纳及其兄弟姐妹感受到了学习的极大乐趣，因此他们不再需要人去督促学习，有时，他们读书到很晚，大人不得不出来制止，以免劳累过度。这种自由快活、顺其天性的好时光持续了不到一年，那位家庭教师便因病去世了。
孩子们渐渐长大了，父亲决定把西门子和汉斯兄弟俩送入卡特琳文科中学学习。1832年，维尔纳兄弟俩经过考试，分别插班进入了学校的四五年级。卡特琳学校主要的课程是学习古代语言。而西门子对学习古典作家的作品很感兴趣，但对学习语法却很厌烦。另外，他对自然科学很感兴趣，曾长期自学数学。但卡特琳学校的数学课很少，且内容很浅，西门子在学这门课时都是插入较高年级听课，即使这样，他强烈的求知欲望也很难得到满足。
因为家庭条件比较困难，年幼的西门子已将开始懂得为家里考虑。他决定放弃文学转学建筑专业，因为这是当时唯一的技术专业。为了能考入柏林建筑学院，将来做一名建筑工程师，到7年级时他不再学习希腊文，而是请人教授数学和大地测量。正当他为实现理想勤奋努力时，他了解到要想进入建筑学校学习，昂贵的学费会给父母增加很大负担。西门子为此而感到非常苦恼，但教他大地测量的老师给他出了一个好主意。这位老师曾在普鲁士炮兵部队服过役，很了解普鲁士的情况。他劝西门子设法进入普鲁士王国的工兵部队，然后便可进入炮兵工程学校，因为在那里可以学到建筑学院中同样的科目，而且不需缴纳学费，退役后照样可以从事建筑专业。
这个消息让西门子又重新燃起了希望，他又对求学之路鼓起了信心，于是他马上把这一计划告诉了他的父亲。没想到父亲对儿子的这一打算完全赞同，并且认为，德国分裂、混乱的状况不可能持久下去，德意志统一的希望在普鲁士。因此，在这种时刻加入普鲁士军队，无疑是一种明智的选择。
1834年夏天，维尔纳·西门子告别了卡特琳文科中学，告别了父母和兄弟姐妹，只身前往普鲁士首都柏林。当时，炮兵工程学院已经有很多候补士兵在等待应召，于是他几经周折，先参加了炮兵部队。经过6个月的训练，他晋升为上等兵。1835年秋天，西门子终于如愿以偿，到柏林联合炮兵学院学习，在3年的学习中，数学、物理、化学是他最感兴趣的科目，在部队中学到的这些知识，为他打下了坚实的基础。在学院度过的3年可以说是西门子一生中最幸福的时光，他顺利地通过了候补军官、军官和炮兵军官3次考试，成功地当上了炮兵军官。同时，他把大量的时间用于科学研究，当其他人吃喝玩乐时，浓厚的研究兴趣帮助他抵挡住了外界的诱惑，他完全沉迷在科学研究中，这让他感到非常开心。摩擦炮栓的实验是西门子的初步实验研究。但是因为简陋的实验条件，使实验引发了意外的爆炸。他的右耳耳膜被强大的气流穿破，而左耳耳膜在一年前的射击训练中就受伤了，这次实验让西门子付出了失去听力的代价。尽管通过治疗，他的情况有所好转，但听力却再也无法恢复到正常人的状态了。令人佩服的是，这次意外并没有打消他投身于科学发明事业的念头。
父母早逝后，两个继承农业的弟弟收入有限，无法支付其他兄弟的教育经费。西门子迫切地需要赶快挣到足够的钱，但另一个打击接踵而至。1840年，西门子的研究工作被打断，因为他在马格德堡的要塞被拘禁了。好在监牢里的生活没有想象的那么刻板，他在牢房里布置了一个小小的实验室，把所有时间都用来进行研究。就是在这里，幸运之神降临了。他在电解试验中获得了惊人的成功，他成功地在一把茶匙上面镀了一层金。他感到了前所未有的巨大快乐，他甚至都忘记了自己在监牢里的事情。在禁闭期间，他改进了镀金的方法，并起草了一份专利申请书，获得了为期5年的普鲁士专利。后来，国王签署了他的赦免令，他重获自由。不久，他被派往柏林，为炮兵工厂服务。在那里，利用技术入股，西门子和一个锌白钢厂签订了合同，该厂用他的专利技术建立了一个镀金镀银部，这是德国第一家这样的制造部门。西门子的弟弟威廉从学校毕业后也加入了他刚刚起步的事业。威廉成功地把镀金镀银的英国专利卖了出去。
1844年，西门子有幸参观了在巴黎举办的第一届法国工业博览会，受到了很大的启发。回柏林后，他认真回顾了自己的研究生涯，决定放弃以前的发明，放弃给他带来丰厚利润的试验，从事严谨的学术工作。对此，他解释道：“只要你精力旺盛，你就在成长；一旦你成熟了，你也就开始腐烂了。只有不断寻找新的生长点和发展点，你才会不断地前进。”
在之后的几十年里，西门子一直坚持着自己的信念，从来不曾放弃自己对科学的热爱。虽然他也经受过一次又一次的打击，但他依然致力于科技发展，把自己的公司逐渐扩展到了全国各地。1890年，西门子退休。在此之前德皇弗里德里希三世授予其贵族称号。西门子的名字也被用来命名电导率的单位，用以纪念这位伟大而又勤奋的大发明家。