En 1877 obtuvo su doctorado en la Universidad de Berlín y más tarde se convirtió en profesor de oftalmología en las Universidades de Marburg (1890) y Breslau (1896), donde sucedió a Carl Friedrich Richard Förster (1825-1902).
Uhthoff se especializó en el estudio de trastornos oftalmológicos relacionados con el sistema nervioso central . En 1890 describió una condición de pérdida temporal de la visión relacionada con el ejercicio físico y asociada con la neuritis óptica . Esta condición se conocería como fenómeno de Uhthoff y más tarde se descubrió que era causada por un aumento de la temperatura corporal .
En 1915 publicó un tratado titulado Augensymptome bei Grosshirntumoren en el que dio una descripción temprana de un trastorno neuro-oftálmico que se conocería como síndrome de Foster Kennedy . [1] Sin embargo, la enfermedad debía ser nombrada en honor a Robert Foster Kennedy (1884-1952), quien proporcionó una descripción más completa (y anterior) del trastorno.