Nacque in una famiglia di religione israelita; suo padre Wilhelm era un commerciante, sua madre, Helena Sophia Diespeck, era figlia di un rabbino. Ricevette una buona educazione classica. Studiò alle università di Heidelberg e di Bonn. Conseguì la laurea in medicina a Bonn il 4 aprile 1832 con una tesi sulla vascolarizzazione dell'occhio. Immediatamente dopo la laurea, Henle accompagnò Johannes Peter Müller a Parigi in un viaggio di studio nel corso del quale i due studiosi tedeschi ebbero modo di incontrare Georges Cuvier e Henri Dutrochet. Nel 1832 Henle divenne settore anatomico di Müller alla Humboldt Universität di Berlino. Durante i sei anni passati a Berlino, utilizzò nella sua attività la microscopia, e pubblicò un gran numero di lavori scientifici soprattutto nel campo dell'allora giovane disciplina dell'istologia, sulla struttura del sistema linfatico, la distribuzione degli epiteli nel corpo umano, la struttura del pelo, la formazione del muco e del pus, ecc. Con Müller pubblicò anche tre monografie su nuove specie animali.