Exercí la docència a les universitats de Frankfurt, Heidelberg i Halle i el 1943 esdevingué director de la secció per a la investigació del carbó del Kaiser-Wilhelm-Institut (des del 1948 Institut Max Planck). Estudià les macromolècules, els radicals lliures, els sistemes amb anells i els conjunts organometàl·lics. Donà a conèixer un procediment per a la fabricació de polietilens d’estructura rectilínia. El 1963 obtingué el premi Nobel de química, compartit amb G.Natta, amb el qual coincidí a desenvolupar, de manera independent, el catalitzador de Ziegler-Natta .