Kazimierz Orzechowski urodził się w Przemyślu 5 lutego 1878 roku jako syn Zygmunta, oficera armii austriackiej, i Heleny z Ptaszków. Po ukończeniu gimnazjum w 1896 roku w Przemyślu, rozpoczął studia na Wydziale Lekarskim Uniwersytetu Lwowskiego. Doktorat na tej uczelni uzyskał w 1901 roku. Następnie udał się w podróż naukową do Wiednia. Utrzymywał się tam z prywatnej praktyki lekarskiej i jednocześnie dokształcał w zakresie całkiem nowej specjalizacji medycznej, jaką była w owych czasach neurologia. Pracował przez sześć lat w Instytucie Neurologicznym Uniwersytetu Wiedeńskiego u Heinricha Obersteinera, gdzie poznawał nowe metody badań histopatologicznych struktur układu nerwowego. Od 1903 roku zatrudniony był na stanowisku demonstratora, a następnie asystenta tego Instytutu.

W 1909 roku Orzechowski powrócił do Lwowa, gdzie objął stanowisko prymariusza oddziału neuropsychiatrycznego w Szpitalu Powszechnym Krajowym we Lwowie. W okresie wiedeńskim opublikował jedną z najciekawszych i najważniejszych prac neurologicznych Die Tetanie mit myotonischen Symptomen. W pracy tej opisał objaw poraźny w miotonii, który obecnie należy do patognomonicznych w tej chorobie. Dzisiaj wiemy, że miotonia jest genetycznie uwarunkowaną chorobą mięśni, która objawia się po raz pierwszy najczęściej w wieku młodzieńczym. Polega na przetrwałym skurczu mięśnia w spoczynku, który powoli ustępuje po jego roztrenowaniu, czyli rozpoczęciu pracy, lub na opóźnionym jego rozkurczu po uprzednim skurczu. Przykładowo – po uchwyceniu dłonią jakiegoś przedmiotu pacjent będzie miał trudność z wypuszczeniem go z ręki. Rozkurcz, który nastąpi po pewnym przedłużonym czasie, będzie miał charakter porażenny, co oznacza, że chory nie będzie mógł przez pewien czas zmusić mięśni do ponownego skurczu. Mięsień nie będzie również reagował skurczem na prąd przerywany. Ten objaw opisał właśnie Orzechowski, czym dał podstawy do rozpoznawania tej choroby. Praca należała do pionierskich w neurologii i była szczególnie ważna, gdyż schorzenia neurologiczne, o objawach bardzo często niezwykle podobnych do siebie, wymagały stworzenia nowoczesnej diagnostyki różnicowej.

W tym czasie podejmowano również pierwsze próby leczenia schorzeń układu nerwowego. W 1910 roku Orzechowski habilitował się z neuropatologii na Uniwersytecie Lwowskim, gdzie kierownikiem katedry neurologii i psychiatrii był świetny specjalista w tych dziedzinach Henryk Halban. Profesor Halban był również niestrudzonym organizatorem. Należy tutaj wspomnieć, że rozpoczął urządzanie swojej kliniki zupełnie od podstaw, co było tym trudniejsze, iż neurologia jako nowa dziedzina medycyny dopiero pączkowała z medycyny wewnętrznej i została świeżo wprowadzona do nauczania studentów w 1905 roku. To, czym wtedy dysponował profesor, było małym ambulatorium, ulokowanym w kilku pokoikach czynszowej kamienicy. Po 19 latach starań udało mu się uzyskać 40-łóżkową prowizoryczną klinikę w baraku szpitalnym. Celem jego życia było wybudowanie nowoczesnej kliniki neurologiczno-psychiatrycznej. Dopiero po kolejnych sześciu latach, w 1930 roku udało mu się wreszcie otworzyć jedno ze skrzydeł tej wspaniałej w zamierzeniu budowli. Orzechowski był najzdolniejszym uczniem profesora, lecz tak jak inni był zmuszony pracować naukowo w bardzo ciężkich warunkach. Pomimo tego prowadził w tym okresie bardzo ciekawe prace naukowe. Jedna z publikacji Stwardnienie guzowate i choroba Recklinghausena jako jednostka chorobowa pod względem anatomicznym była ważnym krokiem na drodze do poznania etiopatologii obu schorzeń. Poza tym prowadził dalsze obserwacje na temat chorób z komponentą miotoniczną; drobiazgowo badając chorych z porażeniem nerwu łokciowego ustalił dwa patognomoniczne objawy pojawiające się przy porażeniu mięśni międzykostnych w przebiegu tej choroby. Pierwszy polegał na niemożności utrzymania palców złożonych razem przy pozycji dłoni „jak do modlitwy”. Drugi, bardziej zaskakujący, świadczył o niezwykłej spostrzegawczości Orzechowskiego. Chory, cierpiący na tę przypadłość, nie jest w stanie umieścić palca w nozdrzu, czyli, mówiąc prościej, włożyć palca do dziurki w nosie. Cóż, szczegółowa obserwacja pacjenta, badanie fizykalne i wywiad musiały zastąpić badania współczesne takie jak rezonans magnetyczny, tomografię komputerową, skomplikowane badania laboratoryjne, czy elektroneurografię.

Prawdopodobnie swoje spostrzeżenia kliniczne prowadził Orzechowski nie tylko w małym ambulatorium, lecz przede wszystkim na swoim oddziale neurologicznym Szpitala Powszechnego, gdzie pozostał prymariuszem aż do czasu wyjazdu ze Lwowa. Po habilitacji rozpoczął wykłady z neuropatologii i histopatologii kory mózgowej oraz elektrodiagnostyki i elektroterapii chorób nerwowych, które prowadził przez pierwsze pięć lat bezpłatnie, od 1915 roku jako p.o. kierownika katedry (faktycznie był zastępcą profesora). W 1919 roku otrzymał tytuł profesora nadzwyczajnego. W roku następnym udał się do Warszawy, gdzie już jako profesor zwyczajny objął stanowisko kierownika Kliniki Neurologicznej UW.

Wyjazd do stolicy był bardzo szczęśliwym posunięciem. We Lwowie zrobiło się już za ciasno dla dwóch neurologów tej miary. Uczeń opuścił mistrza i sam stał się mistrzem. Z powodzeniem stworzył własną szkołę neurologiczną w Warszawie. Nie było to wcale sprawą łatwą, ponieważ istniała już tutaj od 20 lat bardzo prężna szkoła, stworzona przez jednego z najlepszych neurologów na świecie – Edwarda Flataua.

Edward Flatau, Polak żydowskiego pochodzenia, był jednym z twórców światowej neurologii. Do Warszawy przyjechał w wielu 31 lat z Berlina, już jako osławiony badacz układu nerwowego. Pracował tutaj na oddziale neurologicznym w Szpitalu Starozakonnych na Czystem, jednocześnie organizując pracownię mikroskopową do badań układu nerwowego w swoim prywatnym mieszkaniu, z której po latach wyrosła pracownia neurobiologiczna Instytutu im. Marcela Nenckiego przy Towarzystwie Naukowym Warszawskim. Flatau został kierownikiem tej placówki i prowadził ją do końca swojego życia. Przyjeżdżając do Warszawy w 1899 roku, nie myślał zapewne o karierze naukowej. Nie było wówczas w stolicy odpowiedniej szkoły wyższej. Czysto rosyjska uczelnia, jaką był Cesarski Uniwersytet Warszawski, funkcjonowała bardzo mizernie, ze stanowiskami naukowymi obstawionymi w większości przez profesorów o bardzo podejrzanej reputacji. Jednak po 20 latach ciężkiej pracy klinicznej Flataua na polu naukowym, kiedy w 1920 roku utworzono Katedrę Neurologii w Uniwersytecie Warszawskim, pojawiła się szansa na przypieczętowanie jego kariery tytułem profesora. Posadę kierownika Katedry zaproponowano jednak Orzechowskiemu prawdopodobnie dlatego, że był wówczas już po habilitacji i miał odpowiednie doświadczenie uniwersyteckie. Tak czy owak, w stolicy, obok starej i cieszącej się zasłużoną sławą szkoły, powstaje nowa, związana z Uniwersytetem.

Trudno się dziwić, że Edward Flatau i Kazimierz Orzechowski zaczęli rywalizować między sobą. Rywalizacja na polu naukowym była wyjątkowo uczciwa i owocna. Osiągnięcia naukowe obu szkół mogą dziś ocenić szczegółowo specjaliści neurolodzy. Tutaj należy wspomnieć o tym, że obie wykształciły wybitnych uczniów, znakomitych neurologów polskich. Jak można się było spodziewać, szkoła uniwersytecka przetrwała dłużej, dość powiedzieć, że do dzisiejszego dnia kształci przecież młodych lekarzy specjalistów.

Kazimierz Orzechowski przyczynił się w znacznym stopniu do wyodrębnienia się z neurologii nowej specjalizacji, jaką była neurochirurgia. Zabiegi neurochirurgiczne wykonywano coraz częściej i coraz odważniej. Ambicją Orzechowskiego było otwarcie w warszawskiej klinice neurologicznej oddziału neurochirurgicznego. Kiedy więc tylko znalazła się osoba chętna do zajęcia się tym tematem – a był to Jerzy Choróbski, ówczesny asystent Orzechowskiego – profesor natychmiast dał mu szansę. W 1930 roku wysłał go na stypendium do Montrealu i Chicago, gdzie młody człowiek miał nabyć biegłości w zagłębianiu skalpela w tkankę nerwową. Choróbski okazał się doskonałym operatorem i świetnym naukowcem. Po powrocie do Warszawy w 1934 roku został przyjęty z entuzjazmem przez Orzechowskiego i pracując jako jego asystent otworzył nareszcie upragniony 15-łóżkowy Oddział Neurochirurgii przy Klinice Chorób Nerwowych UW, który mieścił się w Wojskowym Instytucie Chirurgii Urazowej w Warszawie przy ul. Nowowiejskiej. Wraz z Choróbskim działalność zabiegową rozpoczynał tam drugi wielki polski neurochirurg – Adam Kunicki, późniejszy profesor Akademii Medycznej w Krakowie.

Zabiegi neurochirurgiczne przeprowadzano na sali operacyjnej w czasie użyczonym przez tamtejszych chirurgów. Było to bardzo niezręczne ze względu na ogromną liczbę zabiegów przeprowadzanych przez lekarzy wojskowych. Tuż przed wybuchem wojny Orzechowskiemu i Choróbskiemu udało się przenieść ten oddział do Szpitala Dzieciątka Jezus i uzyskać pomieszczenie na osobną salę operacyjną. Co ciekawe, Orzechowski rywalizował w tej kwestii ze swoim następcą na stanowisku ordynatora oddziału chorób nerwowych i umysłowych Państwowego Szpitala we Lwowie – doktorem Aleksandrem Domaszewiczem, który w 1936 roku otworzył nowoczesny oddział neurologiczny z oddziałem neurochirurgicznym w tamtejszym szpitalu. Tak powstawała powoli polska neurochirurgia.

W okresie warszawskim Orzechowski prowadził bardzo intensywne prace naukowe, pisał o rozmiękaniu kości, zaburzeniach pozapiramidowych, rwie kulszowej, guzach mózgu i padaczce. Jako pierwszy na świecie stosował do leczenia zrostów pozapalnych opon mózgowych odmę czaszkową. Był jednym z redaktorów podręcznika chorób nerwowych, którego wydanie przerwała II wojna światowa. Opracowane przez Orzechowskiego fragmenty ukazały się w latach 50. w podręczniku Choroby układu nerwowego pod redakcją Władysława Jakimowicza. Z jego szkoły wyszli liczni znakomici neurolodzy polscy. Był wymagającym i z pozoru surowym szefem. Asystenci darzyli go jednak głębokim szacunkiem i zaufaniem. Stwarzał wokół siebie specyficzny klimat naukowy. Często dyskutował ze swoimi asystentami i życzliwie zachęcał ich do dalszych badań. Podobno nie tylko chętnie dzielił się swoją wiedzą, ale też sam, ciekawy nowinek, uważnie słuchał młodszych lekarzy, jeśli uważał, że ich wiedza w danym temacie może być większa. Co ciekawe, podobno nie odznaczał się talentem pedagogicznym jeśli chodzi o wykłady, które były bardzo trudne dla studentów. Jego rozważania naukowe, snute na bardzo wysokim poziomie, bez uprzedniego wprowadzenia w podstawy wiedzy, cieszyły się jednak ogromnym powodzeniem, prawdopodobnie z powodu niezwykle głębokiego ujęcia omawianego przedmiotu i uwzględniania pozapodręcznikowych szczegółów.

Z osobami, które darzył sympatią, dzielił się osobistymi problemami. W ten szczególnie ciepły sposób wspomina go profesor Eufemiusz Herman, twórca łódzkiej neurologii, uczeń Edwarda Flataua, który miał przyjemność pracować pod kierunkiem tego niezwykłego człowieka w pracowni neurobiologicznej Zakładu Neurobiologii Instytutu im. Marcelego Nenckiego. Orzechowski objął kierownictwo tego zakładu w 1934 roku, po śmierci Flataua. Herman pisze o nim również: „Pozornie oziębły, formalistyczny, z wielką dystynkcją trzymający się w pewnym dystansie, krył w sobie serce czułe i dobre, okazywane wstydliwie tylko nielicznym w ich ciężkich chwilach życia. Był w nim sentyment, a nawet romantyzm. Umiał dobierać sobie współpracowników i uczniów, wdrażać ich w sumienną i obiektywną pracę. Był z nich dumny i szczycił się nimi, chociaż nigdy wprost im tego nie okazywał; my zaś stojący poza szkołą Orzechowskiego znaliśmy dobrze z ust samego profesora sprawiedliwy i piękny sąd o jego uczniach”1.

Orzechowski był dziekanem Wydziału Lekarskiego UW w roku akademickim 1929/1930, członkiem zarządu Warszawskiego Towarzystwa Neurologicznego, prezesem Towarzystwa Neurologów Polskich, członkiem czynnym Akademii Nauk Lekarskich i Polskiej Akademii Umiejętności (od 1930 roku), członkiem zwyczajnym Towarzystwa Naukowego Warszawskiego (od 1933) oraz innych organizacji naukowych krajowych i zagranicznych. W latach 1928–1930 był prezesem Polskiego Towarzystwa Popierania Badań Mózgu. Grupa lekarzy skupiona w tej organizacji miała za cel pomóc innemu wybitnemu badaczowi układu nerwowego Maksymilianowi Rosemu w stworzeniu instytutu na miarę berlińskiego. Rose opuścił Instytut Badania Mózgu w Berlinie, aby zamieszkać i pracować w Warszawie. Instytut ulokowano w dwóch ciasnych salkach w Zakładzie Histologii i Embriologii UW i to tu Rose przeprowadzał pionierskie w skali światowej badania nad cytoarchitektoniką mózgu. Powołany w kwietniu 1931 roku na Katedrę Neurologii i Psychiatrii w Wilnie, tam właśnie przeniósł swój instytut i tam kontynuował badania rozsławiające szeroko w świecie naukę polską. W dużej mierze była to zasługa Orzechowskiego, który widział konieczność sprowadzenia tak wielkiego naukowca z Berlina i niedopuszczenia, aby tak wielki talent przepadł dla neurologii polskiej, budując naukę niemiecką.

Orzechowski był redaktorem „Neurologii Polskiej” oraz współorganizatorem wielu konferencji naukowych w kraju i za granicą. Zmarł nagle 5 lutego 1942 roku w Warszawie. Jest pochowany na Cmentarzu Ewangelickim. Był dwukrotnie żonaty. Z pierwszego małżeństwa, z Zofią z Bosiewiczów, miał syna Adama, inżyniera, i córkę Annę oraz dwoje dzieci zmarłych w dzieciństwie. Z drugiego małżeństwa, z Anielą z Honckiewiczów, pozostawił syna Kazimierza, lekarza anestezjologa.