Etter examen artium 1845 og cand.med. 1851 virket han som lege under koleraepidemien 1853 og på fregatten «Freya» 1854. I 1858 ble han landets første prosektor i patologi ved Rikshospitalet og foreleste, såvel som fikk møte spedalskhetens mester Rudolf Virchow i 1857 under dennes besøk hos spedalskforskerne ved Det Kongelige Frederiks Universitet og Bergens Museum. Samme året møtte han også Felix Hoppe-Seyler. Winge ble i 1866 landets første[2] professor i patologi (sykdomslære) og patologisk medisin. Han gikk over til et nytt professorat i indremedisin i 1869, patologi-professoratet overtatt av Hjalmar Heiberg. De to (Heiberg og Winge) hadde i 1869 oppdaget Den Winge-Heibergske infektiøse endokarditt (sammenhengen mellom betennelse og endokarditt, altså en feil på hjerteklaffen).[3][4] Fra 1873 var han i redaksjonen for Norsk magasin for lægevidenskaben. Han ble æresdoktor i 1877 ved Universitetet i Uppsala. Etter hans død i 1894 ble professoratet i patologi overtatt av Søren Bloch Laache (1854–1941).
Winge giftet seg i 1864 med Hulda Sophie Hübert (1835–1913). Blant deres barn var legen Gerhard Johan Winge (1867–1945) som var far til møbeldesigneren Bendt Winge (1907–1983).
^EFH Winge (1869). «Ulcerativ endocardit med sopdannelse. (Det første i Literaturen beskrevne Tilfælde af denne Sygdom.)». Norsk Magasin for Lægevidenskaben: 24:78-82.
