Estudià química i medicina a València i a Madrid, i en 1932-33 completà estudis de psiquiatria a Viena. Posteriorment fou metge a l’Institut Psiquàtric de València (1934). En esclatar la Guerra Civil passà al bàndol franquista, per al qual col·laborà en diverses publicacions i dirigí (1938) les edicions del Servicio Nacional de Propaganda. Tot i la seva adhesió al règim franquista, fou un dels primers intel·lectuals que en reclamaren l’obertura, especialment des de la revista Escorial, que el 1940 fundà amb Luis Rosales i altres escriptors. De 1942 a 1978 fou catedràtic d’Història de la Medicina de la Universitat de Madrid, de la qual fou també rector (1951-56). El 1943 fundà el Instituto Arnau de Vilanova, del CSIC. Membre de les acadèmies Nacional de Medicina (1946), de la Historia (1956) i de la Real Academia Española (1954), de la qual fou director en 1982-87, destacà com a assagista, amb un especial interès pels temes mèdics des d’una perspectiva humanista (Medicina e Historia, 1941, Estudios y apuntes sobre Ramón y Cajal, 1945, La curación por la palabra en la Antigüedad clásica, 1958; La relación médico-enfermo, historia y teoría, 1964; La medicina actual, 1973; a més de la direcció de la fonamental Historia de la medicina moderna y contemporánea , 1970). Foren també centres del seu interès el debat històric, polític i cultural entorn de la identitat espanyola (La generación del 98 , 1945; Sobre la cultura española, 1943; España como problema, 1949) i l’antropologia filosòfica (La espera y la esperanza, 1957; Teoría y realidad del otro, 1961; ¿Qué es el hombre? (Evolución y sentido de la vida), 1999). A més del premi Jovellanos d’assaig atorgat a aquesta darrera obra, rebé el premi Montaigne el 1976, entre altres guardons. Publicà també les memòries Descargo de conciencia (1930-1960) (1976), on revisà la seva evolució intel·lectual.