Llicenciat (1982) i doctorat (1992) per la Universitat Autònoma de Barcelona, fou metge resident per aquesta universitat a l’Hospital Vall d’Hebron (1984-86) i posteriorment amplià estudis als Estats Units: metge intern (1986-87) i resident (1987-89) al Health Sciences Center de la Universitat de Nova York. Després de completar la seva formació i especialització en oncologia al Memorial Sloan-Kettering Cancer Center de Nova York (1982-94), en aquesta institució, capdavantera mundial en la recerca sobre el càncer i els seus tractaments, fou assistent clínic del servei d’oncologia ginecològica i de càncer de mama i instructor (1994-96).
L’any 1996 retornà a Catalunya, i fou professor a la Facultat de Medicina de la UAB i cap del servei d’oncologia de l’Hospital Universitari Vall d’Hebron (1996-2010), de l’Institut de Recerca del qual formà part des de l’any 2000 com a membre del comitè de direcció. L’any 2007 fou nomenat director del Vall d’Hebron Institut d’Oncologia (VHIO), adscrit a l’hospital, i entre el 2010 i el 2013 fou director de la divisió d’hematologia i oncologia del Massachusetts General Hospital Cancer Center de Boston i catedràtic de medicina a la Harvard Medical School.
Fou director mèdic del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (2013-18), institució de la qual dimití després de ser acusat de no fer públiques donacions milionàries de la indústria farmacèutica. El gener del 2019 anuncià la incorporació a la multinacional farmacèutica AstraZeneca com a cap de recerca i desenvolupament del seu departament d’oncologia. L’any 2014 fou elegit president de l’American Association for Cancer Research (AACR), de la qual era membre des del 1990.
Fou també membre d’altres organitzacions dedicades a la recerca oncològica, com ara l’American Society of Clinical Oncology (1990), l’European Society for Medical Oncology (1996) i l’European Cancer Organization (2008), en les quals ocupà càrrecs directius.
Autor de nombrosos articles, especialment sobre el càncer de mama i el seu tractament, rebé nombroses distincions, entre les quals cal esmentar el Young Investigator Award de l’AACR (1999), el premi anual de la Societat Europea d’Oncologia Mèdica (2005), el premi a l’Excel·lència Professional en Recerca Biomèdica del Col·legi de Metges de Catalunya (2005), la Clau de Barcelona de l’Ajuntament de la ciutat (2006), el premi de la Fundació San Salvatore per a la recerca sobre el càncer (2006), l’orde civil de la Salut del govern espanyol (2008), el Rosenthal Family Foundation Award de l’ACCR (2008), el premi Statesman de l’American Society of Clinical Oncology (ASCO) (2008), el premi Jaume I de recerca mèdica (2008) i la Medalla Josep Trueta de la Generalitat de Catalunya (2012). L’any 2016 compartí el Premi Internacional Catalunya amb Joan Massagué i Manuel Esteller.