Il travailla à l'observatoire de Poulkovo de 1858 à 1865, mais retourna en Allemagne et fut professeur d'astronomie à l'observatoire de Strasbourg de 1872 à 1881.
Il découvrit ou codécouvrit un grand nombre de comètes, dont la comète périodique 7P/Pons-Winnecke et la comète appelée à l'époque "Pons-Coggia-Winnecke-Forbes", renommée ultérieurement 27P/Crommelin d'après Andrew Crommelin, qui avait calculé son orbite.
Il compila une liste d'étoiles doubles, le Winnecke Catalogue of Double Stars, en 1869. Il aussi découvrit plusieurs nébuleuses.
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