Professor der Medizinischen Chemie (1852) und der Hygiene (1865 bis 1894) in München. Mitglied und Präsident (1889) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften.

Pettenkofer ist der Begründer der wissenschaftlichen Hygiene in Forschung und Lehre. Sein 1878 eröffnetes Hygienisches Institut in München und das von ihm 1883 gegründete "Archiv für Hygiene" waren als erste ausschließlich der wissenschaftlichen Hygiene gewidmet. Seine vielseitigen Forschungen, z. B. über Ofen-, Luftheizung und Ventilation, über Kohlendioxydgehalt der Luft, über Verbreitung und Verhütung von Cholera und Typhus, über Grundwasser, Kanalisation und Unratabfuhr, begründeten seinen Ruhm als Hygieniker und waren bahnbrechned für die allgemeine Gesundheitspflege, für Vorbeugungseinrichtungen und Verbesserung aller hygienischen Zustände.

Zuvor hatte Pettenkofer als Technologe große Erfolge z. B. mit einem Regenerationsverfahren für Ölgemälde, mit dem Scheiden von Platin und Gold vom Silber, mit der Erzeugung von Leuchtgas aus Holz.

Die medizinische Chemie verdankt ihm Nachweismethoden für Galle, Zucker, Harnbestandteile und Arsen.