Graduat a Cambridge el 1973, posteriorment es doctorà també a Cambridge, al Laboratory of Molecular Biology, i el 1989 fou cofundador de la Cambridge Antibody Technology, una empresa dedicada a la producció de fàrmacs a partir de tècniques biomèdiques basades en el sistema immunitari humà, que, entre d’altres, desenvolupà l’adalimumab, un dels primers medicaments d’aquest gènere.
Posteriorment, en la mateixa línia, fundà Domantis (2000) i Bicycle Therapeutics (2009). Per la seva recerca i el desenvolupament d’anticossos monoclonals amb finalitats terapèutiques, ha rebut nombroses distincions: el 1990 fou elegit membre de la Royal Society i l’any 2004 rebé el títol de sir. Ha rebut altres guardons: el Prix Louis Jeantet de Medecine (1989), el King Faisal International Prize for Medicine (1995), el Cancer Research Institute William B. Coley Award (1999), la Medalla de la Royal Society (2004), la National Biotechnology Ventures Award dels EUA (2004) i el premi Príncipe de Asturias d’investigació científica i tècnica (2012), compartit amb Richard A. Lerner. L’any 2018 rebé el premi Nobel de química, compartit amb Frances Arnold i George P. Smith.