Il suo assistente di laboratorio Peter Desaga perfezionò il bruciatore che ora porta erroneamente il suo nome (becco Bunsen), inventato originariamente dal chimico e fisico britannico Michael Faraday. Wilhelm Bunsen lavorò anche sulla spettroscopia di emissione degli elementi. Ultimo di quattro fratelli, frequentò la scuola a Holzminden e studiò chimica all'Università di Gottinga. Dopo aver ottenuto il dottorato all'età di 19 anni viaggiò dal 1830 al 1833 attraverso l'Europa occidentale. Durante questo periodo conobbe Runge, lo scopritore dell'anilina, Justus von Liebig a Gießen e Mitscherlich a Bonn. Al suo ritorno in Germania Bunsen divenne professore a Gottinga, dove iniziò i suoi studi sperimentali sulla solubilità dei sali dell'acido arsenioso.