Estudià al Brooklyn College de Nova York, on es graduà el 1943. Prosseguí els estudis a l’Oberlin College, on el 1945 es llicencià en zoologia. Posteriorment, el 1948, es doctorà en bioquímica a la Universitat de Michigan. El seu interès científic se centrà en la biologia cel·lular i, especialment, en el desenvolupament embrionari. Començà les investigacions en pediatria i bioquímica a la Universitat de Colorado amb estudis metabòlics en nens prematurs. El 1952 es traslladà a la Universitat de Washington, on s’incorporà, juntament amb Rita Levi-Montalcini, a l’equip dirigit per Viktor Hamburger, en què demostrà la naturalesa proteínica del factor de creixement nerviós que havia descobert Montalcini. Aquest descobriment li valgué, juntament amb Rita Levi-Montalcini, el premi Nobel de medicina l’any 1986.