D’origen sefardita, quan tenia cinc anys la seva família s’establí primer a París i després als EUA, on es naturalitzà l’any 1943. Inicià els seus estudis als EUA, a la Universitat de Columbia, i s’hi graduà en biologia l’any 1942, i posteriorment al Medical College de Virginia, on es graduà en medicina el 1945. Mobilitzat com a metge militar durant la Segona Guerra Mundial, el 1947 ocupà un càrrec docent a la Universitat de Columbia i inicià les seves investigacions sobre el sistema immunitari. Per motius familiars hagué de retornar a París i del 1949 al 1956 treballà a l’Hospital Broussais.
De retorn als EUA, s’incorporà a la Universitat de Nova York, on realitzà les seves investigacions fonamentals sobre les reaccions al·lèrgiques, que han permès de caracteritzar amb més precisió les reaccions d’histocompatibilitat, tot estudiant-ne la relació amb la resposta immunològica dels teixits.
Posteriorment, dirigí el laboratori del National Institute of Allergy and Infectious Diseases de Bethesda, Maryland (1966-69), i finalment (1970) passà a la Harvard Medical School de Boston, de la qual fou cap del departament de patologia, i també al Dana-Farber Cancer Institute (1980-91). L’any 1980 compartí el premi Nobel de Medicina amb George Davis Snell i Jean Dausset, que li fou atorgat per les seves aportacions sobre el sistema immunitari. Publicà l’autobiografia From Caracas to Stockholm: A Life in Medical Science (1998).