Sohn eines Juristen. Studium in Zürich, Graz und Würzburg. Als Professor in Göttingen (ab 1891) Begründer der theoretischen physikalischen Chemie. Sein Institut wurde zum Mittelpunkt der Forschung. 1905-1933 Professor in Berlin, 1922-1924 Präsident der Physikalischtechnischen Reichsanstalt.

Nernst erforschte elektro- und thermochemische Gesetzmäßigkeiten, er entdeckte einen thermomagnetischen Effekt ("Nernst-Ettinghausen-Effekt" ) und entwickelte die Theorie der galvanischen Stromerzeugung. Mit dem "Nernstschen Wärmetheorem" (1906) stellte er den Dritten Hauptsatz der Thermodynamik auf. Er gab die erste Anregung zur Anwendung der Quantenhypothese auf die atomaren Bewegungen bei tiefen Temperaturen.

1897 erfand er die "Nernst-Lampe" mit fast weißem Licht. 1920 Nobelpreis für Chemie.