Son père ne pouvant financer ses études universitaires, il entreprend une carrière de pharmacien. Pendant la dernière année de formation à ce métier, il peut tout de même étudier la botanique et la chimie à l'université. En 1881 il est engagé comme chimiste aux laboratoires de la brasserie Carlsberg à Copenhague où il travaille sur l'orge sous la direction de Johan Kjeldahl[1]. (Le laboratoire de la brasserieCarlsberg à Copenhague, créé après la publication des Études sur la bière par Pasteur)
En 1887 il quitte les laboratoires Carlsberg, mais poursuit ses recherches sur l'orge — notamment sur la dormance — à Copenhague et dans des universités allemandes[1].
En 1892 il est recruté comme lecteur en physiologie végétale au Collège royal d'agriculture et de médecine vétérinaire[1],[2].
En 1909, il invente le terme de gène[3], par opposition au terme darwinien de pangene qui implique que l'ensemble de l'organisme participe de l'hérédité. En 1911 il propose les termes de génotype et de phénotype. Il définit aussi le terme de « population » en biologie.
Jean Anker, « Wilhelm Johannsen », dans V. Meisen, Prominent Danish Scientists through the Ages, University Library of Copenhagen 450th Anniversary, Copenhague, Levin & Munksgaard, p. 177-180