È ricordato soprattutto per le sue aggiunte alla fisiologia del sistema nervoso e alla fisiologia dell'ottica. Nel 1842 dimostrò che i nervi simpatici erano in gran parte costituiti da fibre midollate derivanti da gangli simpatici e spinali. Tuttavia, ha anche delineato e identificato numerose caratteristiche dell'anatomia macroscopica, inclusi i canali di Volkmann. Inoltre, Volkmann era un evangelico che si opponeva al materialismo. Suo figlio Richard von Volkmann, divenne un illustre chirurgo.