Traslladat als EUA a catorze anys, es graduà en física al California Institute of Technology (1939) i obtingué un màster en geofísica (1940). Posteriorment, entrà a l’Scripps Institution of Oceanography de la Universitat de Califòrnia, on es doctorà sota la direcció d’Harald U. Sverdrup (1947) i on des del 1954 fou catedràtic.
Una part de la seva recerca s’ha centrat en l’estudi de les ones oceàniques (ones capil·lars, onatge, ones internes, marees, etc.). La recerca en ones internes el portà, juntament amb Cristopher Garrett, a proposar un espectre universal de la distribució de l’energia de les ones internes a mar obert, anomenat espectre de Garrett-Munk.
També feu importants aportacions en el camp de l’acústica oceànica, juntament amb Carl Wunsch del Massachusetts Institute of Technology, un dels pioners de la tomografia acústica. Rebé diferents beques i premis i fou elegit membre de la National Academy of Sciences (1956), l’American Academy of Arts and Sciences (1957), l’American Phylosophical Society (1965) i la Royal Society of London (1976).