Walther Nernst studiert in Zürich, Berlin und Graz. Er promoviert 1887 in Würzburg. Nach einer Assistententätigkeit bei dem physikalischen Chemiker Wilhelm Ostwald in Leipzig wird er 1891 Professor für Physikalische Chemie in Göttingen, geht 1905 an die Berliner Universität und ist dort von 1924 bis 1933 Ordinarius für Physik. Außerdem ist er von 1922 bis 1924 Präsident der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt.

1897 erfindet er eine leistungsfähige Glühlampe – die Nernst-Lampe. Seine Formulierung des Dritten Hauptsatzes der Thermodynamik im Jahre 1905 bringt ihm den Chemienobelpreis für 1920 ein. Bei Experimenten zur Bestätigung dieses Wärmetheorems zeigt sich, dass die Temperaturkurven der spezifischen Wärmen bei tiefen Temperaturen mit Einsteins quantentheoretischen Vorhersagen von 1907 übereinstimmen.

Nernst ist ein engagierter Wissenschaftsorganisator. Er ist Mitbegründer der Elektrochemischen Gesellschaft und Promotor der Kaiser-Wilhelm- Gesellschaft. Die einflussreichen Solvay-Kongresse gehen auf seine Initiative zurück.