Er besuchte die Landesschule Pforta (Thüringen) und absolvierte 1817 seinen Militärdienst. Seit 1818 lebte Ehrenberg in Berlin. Er legte sein medizinisches Staatsexamen ab und promovierte zum Doktor der Medizin. 1826 erhielt er eine außerordentliche Professur an der Berliner Universität, die 1839 in einen ordentlichen Lehrstuhl umgewandelt wurde. Ehrenberg war Mitglied der Akademie der Wissenschaften und seit 1818 der Akademie der Naturforscher Leopoldina. Er war Bahnbrecher der Mikrobiologie und Erfinder des Mikroskops. Ehrenberg wohnte (1859) in der Französischen Straße 29. Das Grab befindet sich auf dem Alten Friedhof der St.-Marien- und Klostergemeinde in der Prenzlauer Allee 7.