Kossel nació en Berlín y comenzó sus estudios en la Universidad de Heidelberg en 1906, pero estuvo en la Universidad de Berlín durante 1907 y 1908. En 1910 se convirtió en ayudante de Philipp Lenard, que también fue su director de tesis. Kossel obtuvo el doctorado en 1910 y permaneció como ayudante de Lenard hasta 1913.^[1]​

En 1913, año en que Niels Bohr presentó el modelo de Bohr del átomo, Kossel se trasladó a la Universidad de Múnich como ayudante de Arnold Sommerfeld,^[2]​bajo cuya dirección realizó su Habilitación. Bajo Sommerfeld, Múnich fue un centro teórico para el desarrollo de la teoría atómica, especialmente a partir de la interpretación de los espectros atómicos. Kossel trabajó con Bohr y Sommerfeld en el modelo Bohr-Sommerfeld del átomo.^[3]​ En 1916, Kossel expuso su teoría del enlace químico iónico (regla del octeto), también avanzada de forma independiente ese mismo año por Gilbert N. Lewis.^[4]​^[5]​En trabajos publicados en 1914, 1916 y 1920, Kossel fue el primero en explicar la teoría de los límites de absorción en los espectros de rayos X. ^[6]​El límite aparece en una frecuencia crítica en la que comienza en gran medida la absorción de la radiación con la consiguiente eyección de fotoelectrones. En 1919, Kossel y Sommerfeld explicaron la similitud de los espectros atómicos de los átomos neutros, de número atómico Z, y de los átomos singularmente ionizados, de número atómico Z + 1, que pasó a conocerse como la ley de desplazamiento de Sommerfeld-Kossel.^[7]​ En 1920, Kossel explicó otro fenómeno de los espectros de rayos X. Bajo espectroscopia de alta resolución, el borde de absorción tiene estructura. ^[8]​ Atribuyó esto a la absorción de radiación por electrones que no son expulsados de la materia como fotoelectrones, sino que son "pateados" a niveles de energía de electrones ligados más altos y desocupados. En los primeros años, esto se conocía como "estructura de Kossel".

En 1921, Kossel fue nombrado profesor ordinario de Física Teórica en la Universidad de Kiel.^[9]​ En 1928 propuso su teoría cinética del crecimiento de los cristales, que pasó a conocerse como modelo Kossel-Stranski (Iwan N. Stranski^[10]​ propuso el mismo modelo de forma independiente).^[11]​

En 1932, Kossel fue nombrado profesor ordinario de física teórica en la Technische Hochschule de Danzig.^[9]​ Durante su estancia allí, en 1934, descubrió la interferencia de la red de rayos X de ondas esféricas en cristales durante el bombardeo de un monocristal de cobre con un haz de electrones de alta energía.^[12]​^[13]​

En 1933 firmó el Voto de lealtad de los profesores de las universidades y escuelas superiores alemanas a Adolf Hitler y al Estado nacionalsocialista^[14]​

En 1944, la Deutsche Physikalische Gesellschaft le concedió la medalla Max-Planck.

En 1945, Kossel fue nombrado catedrático de física teórica y director del Instituto de Física de la Universidad de Tubinga, donde obtuvo el estatus de emérito en 1953.^[15]​

Kossel murió en Tubinga y está enterrado, al igual que su padre, Albrecht, en el Bergfriedhof de Heidelberg.^[16]​

• Walther Kossel Bemerkung zur Absorption homogener Röntgenstrahlen, Verh. D. Deutsch. Phys Ges (2) 16 898-909 (1914). Received 27 September 1914, published in issue No. 20 of 30 October 1914. As cited in Mehra, Volume 1, Part 2, 2001, p. 795.
• Walther Kossel Bemerkung zur Absorption homogener Röntgenstrahlen. II, Verh. D. Deutsch. Phys Ges (2) 16 953-963 (1914). Received 23 October 1914, published in issue No. 22 of 30 November 1914. As cited in Mehra, Volume 5, Part 2, 2001, p. 919.
• Walther Kossel Bemerkung zum Seriencharakter der Röntgenstrahlen, Verh. D. Deutsch. Phys Ges (2) 18 339-359 (1916). Received 31 August 1916, published in issue No. 15-18 of 30 September 1916. As cited in Mehra, Volume 5, Part 2, 2001, p. 919.
• Walther Kossel, “Uber Molkulbildung als Frage der Atombau”, Ann. Phys., 1916, 49:229-362.

• Borisenko, Victor E. and Stefano Ossicini What is What in the Nanoworld: A Handbook on Nanoscience and Nanotechnology(Wiley-VCH, 2004) ISBN 3-527-40493-7
• Cao, Gouzhong Nanostructures and Nanomaterials: Synthesis, Properties, and Applications (Imperial College Press, 2004) ISBN 1-86094-415-9
• Gerhard Herzberg translated from German with the help of the author by J. W. T. Spinks Atomic Spectra and Atomic Structure (Dover, 1945)
• Mehra, Jagdish, and Helmut Rechenberg The Historical Development of Quantum Theory. Volume 1 Part 2 The Quantum Theory of Planck, Einstein, Bohr and Sommerfeld 1900 – 1925: Its Foundation and the Rise of Its Difficulties. (Springer, 2001) ISBN 0-387-95175-X
• Mehra, Jagdish, and Helmut Rechenberg The Historical Development of Quantum Theory. Volume 5 Erwin Schrödinger and the Rise of Wave Mechanics. Part 2 Schrödinger in Vienna and Zurich 1887-1925. (Springer, 2001) ISBN 0-387-95180-6
• Pauling, Linus The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: An Introduction to Modern Structural Chemistry (Cornell, 1960)
• White, Harvey Elliott Introduction to Atomic Spectra (McGraw-Hill, 1934)

• Esta obra contiene una traducción derivada de «Walther Kossel» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.