Сын портного, родился в Берлине, учился там же и в Галле медицине и в 1759 году защитил диссертацию «Theoria generationis», положившую начало современной эмбриологии. В этой диссертации он, опираясь на точные наблюдения, научно обосновал учение об эпигенезисе, постепенном развитии зародыша из прочного зачатка. В науке в это время господствовало учение о преформации, или эволюции, по которому с самого начала развития в яйце находятся уже готовыми все органы зародыша. Опровергая господствующие воззрения, Вольф навлёк на себя ожесточённые нападки учёных, особенно Бонне и Галлера.
Со введением в науку идей Вольфа и Гёте о метаморфозе растений на действительно научную почву стала морфология растений.
В Семилетнюю войну служил врачом в силезском лазарете. Так как ему упорно не разрешали чтение публичных лекций по физиологии, то он в 1766 году последовал приглашению императрицы Екатерины II и стал членом Петербургской Академии наук.
В Петербурге он напечатал работу «De formation intestinarum» (1768).
Рукописи его хранятся в Академии Наук.