Carl Friedrich Wilhelm Ludwig wurde am 29.12.1816 in Witzenhausen (Kurhessen) geboren. Er studierte in Marburg und Erlangen. Seine Promotion zum Dr. med. erhielt er 1839 in Marburg und wurde dort 2. Prosector der Anatomie. Seine Habilitation folgte 1842 für Physiologie, 1846 seine Professur für vergleichende Anatomie. 1849 wurde er ordentlicher Professor für Anatomie und Physiologie in Zürich, 1855 folgte er dem Ruf an das Josephinum in Wien als Professor für Physiologie und Zoologie.
Ab 1865 war er Professor für Physiologie und Leiter der von ihm errichteten mustergültigen, in Forschung und Lehre seinerzeit international führenden “Physiologischen Anstalt” in Leipzig (je eine physiologisch-experimentelle, anatomisch-histologische und chemische Abteilung).
Obwohl Ludwig eher ein zurückhaltender Charakter war, stand er im regen Austausch mit bedeutenden Natur- und Geisteswissenschaftlern seiner Zeit, insbesondere mit Helmholtz und Du Bois-Reymond, aber auch mit Gustav Freytag oder Theodor Mommsen. Er war – auch international gesehen – der bedeutendste akademische Lehrer seines Fachs. Seine Schüler, mit denen er gemeinsam zahlreiche Aufsätze veröffentlichte, kamen aus der ganzen Welt, man schätzt deren Anzahl auf 250 bis 300.
Als langjähriger Leiter des Leipziger Tierschutzvereins bemühte er sich um ausreichende Narkose im Tierversuch und wich damit dem Schicksal der englischen Physiologie aus, welche durch Vivisektionsgegner und gesetzliche Verbote von Tierversuchen im 19. Jahrhundert stark behindert wurde. Neben Johannes Müller war Carl Ludwig der bedeutendste Physiologe des 19. Jahrhunderts. in Mitteleuropa. Carl Ludwig arbeitete nach streng physikalischen bzw. chemischen Grundsätzen, sein umfangreiches Lebenswerk, ermöglicht nicht zuletzt durch die systematische arbeitsteilige Organisation seines Instituts, schuf und erweiterte das Grundlagenwissen in fast allen Bereichen der vegetativen Physiologie, z.B. auf den Gebieten der Herzmuskulatur, des Blutkreislaufs, der Drüsentätigkeiten (insbesondere: Speicheldrüsen), der Funktionen von Lunge, Leber, Darm und Nieren. Er starb am 23.04.1895.