Er absolvierte sein Medizinstudium in Göttingen und habilitierte sich 1836. Als Privatdozent für Physiologie wirkte Langenbeck zuerst in Göttingen, ab 1842 in Kiel. Von 1848 bis 1882 lehrte und praktizierte er in Berlin als Nachfolger von Dieffenbach. Er war Direktor des "Klinischen Institutes für Chirurgie und Augenheilkunde". 1866/67 hatte er das Amt des Rektors der Berliner Universität inne. Er siedelte nach Wiesbaden über. Im Krieg 1870/71 war er preußischer Generalarzt des Sanitätskorps. Er hat sich Verdienste um die Entwicklung plastischer Operationsverfahren erworben. 1872 gründete er die Deutsche Chirurgische Gesellschaft. 1859 wohnte er in Berlin, Kasernenstraße 2 b. Auf Beschluß des Senats erhielt er auf dem Alten St.-Matthäus-Kirchhof in Schöneberg, Großgörschenstraße, ein Ehrengrab.