El 1976 es graduà en física a la Universitat d’Oxford. Després de treballar en empreses de telecomunicacions, el 1980 i posteriorment el 1984 feu tasques com a tècnic de software al CERN de Ginebra, on el 1989 desenvolupà el World Wide Web, que entrà en servei el 1991. El 1994 fundà el World Wide Web Consortium (W3C) al Massachusetts Institute of Technology (MIT) que dirigeix, organització que coordina el desenvolupament de la xarxa a escala mundial.
Ha rebut nombrosos guardons, entre els quals el premi Príncipe de Asturias d’investigació científica i tècnica (2002) el premi Millennium, considerat el Nobel de la Tecnologia (2004), en què també fou nomenat sir. El 2008 fou nomenat doctor honoris causa per la Universitat Oberta de Catalunya i el 2013 compartí amb Vinton Cerf, Robert Kahn, Louis Pouzin i Marc Andreessen, pioners d’internet, la primera edició del premi Reina Isabel d’enginyeria, creat pel govern britànic.