Benno Rehberg-Klug effectue des études de médecine à Cologne, où il obtient également un Doctorat en médecine en 1991 sur la distribution des récepteurs excitatoires et inhibitoires dans le cerveau. En 1998, il obtient un titre de spécialiste en anesthésiologie à l’Université de Bonn. Après un séjour post-doctoral de 1992 à 1994 au Weill Medical College de l’Université Cornell à New York, il complète son habilitation en 2000 à l’Université de Bonn avec des travaux sur l’implication des canaux sodiques dans les mécanismes de l’anesthésie. En parallèle, il commence des études en recherche clinique sur le monitoring de la profondeur de l’anesthésie.

Dès 2000, il travaille à l’Hôpital universitaire de la Charité à Berlin, où il dirige un groupe de recherche sur le monitorage de la nociception en anesthésie, soutenu par une bourse de la « Deutsche Forschungsgemeinschaft » (DFG). Un des résultats de cette recherche est le développement d’un nouveau dispositif de mesure de la nociception. Il est nommé professeur associé à la Charité en 2008, où il fait également une spécialisation en antalgie chronique. En 2010, il rejoint le service d’anesthésiologie des HUG. Ses domaines de recherche se concentrent désormais sur la chronicisation de la douleur et sa prévention, surtout dans le cas de la douleur postopératoire. Il est nommé professeur assistant au Département d’anesthésiologie, pharmacologie, soins intensifs et urgences de la Faculté de médecine de l’UNIGE en septembre 2021.