Estudià antropologia a la Facultat de Filosofia a Munic, on es doctorà el 1935, i el 1936 obtingué el títol de metge en l’examen d’estat. Assistent d’Otmar Freiherr von Verschuer, director de l’Institut de Genètica i Higiene Racial de la Universitat de Frankfurt del Main, fou un fervent seguidor de la disciplina pseudocientífica dels estudis racials impulsats a l’Alemanya del Tercer Reich. Afiliat des dels primers anys vint a l’organització d’extrema dreta Stahlhelm, el 1933 ingressà a les SA, el 1937 al partit nazi i el 1938 a les SS.
Després d’esclatar la Segona Guerra Mundial fou designat expert a l’Oficina d’Immigració de Posen (actualment Poznań, Polònia), sota el comandament de les SS, i combaté al front oriental, on fou ferit l’any 1943. Fou condecorat per les seves accions de guerra i obtingué el grau de capità. El mateix any s’incorporà a l’equip mèdic del camp de concentració d’Auschwitz II-Birkenau destinat al reconeixement dels interns i a la realització d’experiments en humans. Es dedicà sobretot a la selecció dels presoners que s’havien de destinar a les cambres de gas i els que eren aptes per als treballs forçats o a ser objecte d’experiments. En aquest darrer vessant, fou especialment zelós en els experiments duts a terme amb bessons, amb els quals pretenia obtenir informació genètica de malalties, mutilacions o altres trastorns. Un nombre elevat de pacients sotmesos a aquestes proves (sovint amb els mateixos efectes que la tortura) moria o patia seqüeles greus i irreversibles. El 1949 Miklos Nyiszli, un metge hongarès presoner que fou ajudant seu, donà a conèixer aquests experiments en un llibre.
Detingut el 1945, després de fugir a l’Oest des de la zona soviètica fou arrestat per l’administració nord-americana, però per un descuit burocràtic aconseguí fugir. Visqué des d’aleshores sota una identitat falsa fins el 1949, quan, ajudat per la seva família, fugí a l’Argentina. Acusat de crims de guerra i contra la humanitat, l’any 1959 els tribunals internacionals emeteren una ordre d’arrest contra ell. Fugí aleshores al Paraguai i després al Brasil, on visqué amb una identitat falsa i amb el nom de Wolfgang Gerhard prop de São Paulo. L’any 1985 la policia alemanya localitzà la seva tomba i n’exhumà el cos, del qual el 1992 es confirmà la identitat amb proves d’ADN.