Walter Friedrich wurde am 25. Dezember 1883 in Salbke geboren. Friedrich gilt als bedeutendster Biophysiker seiner Zeit bzw. Mitbegründer der Biophysik und Pionier der Strahlenphysik. 

Walter Friedrich studierte zunächst in Genf Physik, promovierte 1911 in München bei W.C. Röntgen. 
Danach war er Assistent bei dem bekannten theoretischen Physiker A. Sommerfeld in München. An diesem Institut hatte Max von Laue Untersuchungen über die Raumgitterstruktur der Kristalle durchgeführt, die von Friedrich mit dem Doktoranden Knipping fortgesetzt wurden. Friedrich gelang der Nachweis von Interferenzpunkten auf einer Fotoplatte, womit die Wellennatur der Röntgenstrahlen bewiesen war. Die Untersuchungsergebnisse fanden 1912 im Sitzungsbericht der Königlich Bayerischen Akademie der Wissenschaften ihren Niederschlag. Von Laue gab 1914 wegen der Leistung Friedrichs und Knippings die Teilung des ihm für diese Forschungsarbeiten verliehenen Nobelpreises bekannt.
Ab 1914 arbeitete er im Laboratorium der Universitätsklinik in Freiburg. Ab dem Jahre 1923 war er als ordentlicher Professor für medizinische Physik an der Humboldt-Universität zu Berlin und Direktor des Instituts für Strahlenforschung in der medizinischen Fakultät tätig. 
1947 übernahm er die Leitung des Medizinisch-biologischen Instituts in Berlin-Buch, das er zu einem bedeutenden Forschungszentrum für die Krebsforschung, Pharmakologie und Zellphysiologie entwickelte. 
Im Jahr 1948 wird er Direktor des Instituts für Medizin und Biologie der Deutschen Akademie der Wissenschaften, 1961 Präsident des dortigen medizinisch-biologischen Forschungszentrums. Er ist nach Kriegsende bis zu seinem Tod Vorsitzender des Deutschen Friedenskomitees.

Prof. Dr. Walter Friedrich verstarb am 16. Oktober 1968 in Berlin.