Se graduó en el Kentucky State College en 1886 con una licenciatura en zoología; comenzó a estudiar la vida marina.
Se doctoró en Filosofía por la Universidad Johns Hopkins en 1890.
En 1891, se desempeñó como profesor asociado de biología en el Bryn Mawr College.
De 1894 a 1895, trabajó en la Estación de Animales de Nápoles, Italia, durante diez meses.
Regresó a Estados Unidos en 1895.
1895~1902 se centró en la embriología experimental.
Director del Laboratorio Marino Woods Hole desde 1897 hasta 1945.
Estudió y trabajó en la Universidad Bryan Moore desde 1901 hasta 1904.
En 1903 comenzó a estudiar la teoría de la evolución, centrándose en la genética y la citología.
En 1904, dejó el Bryn Mawr College y se convirtió en profesor de zoología experimental en la Universidad de Columbia.
Profesor de Laboratorio de Zoología en la Universidad de Columbia desde 1904 hasta 1928.
Las moscas Drosophila fueron criadas en 1908 para la investigación genética.
1915~1928 utilizó moscas de la fruta como material experimental para demostrar que los genes en los cromosomas determinan los rasgos biológicos, estableciendo así la teoría genética.
En 65438-0928, fue al Instituto de Tecnología de California para establecer el primer departamento de biología y enseñó allí.
Ganó el Premio Nobel de Medicina o Fisiología en 1933.
En 1939, la Royal Society le concedió la Medalla Copley (Medalla Copley).
Murió el 4 de diciembre de 1945 en Pasadena, California, Estados Unidos.