Es graduà el 1961 i es doctorà el 1964 a la Universitat de Sheffield. Des del 1967 fins a la jubilació, el 2004, fou professor a la Universitat de Sussex. Amb una sèrie d’experiments, el 1985 el seu equip obtingué acumulacions d’àtoms de carboni per mitjà de la vaporització de grafit en una atmosfera d’heli. Aquests àtoms, d’estructura molecular esfèrica, reberen el nom de buckminsterful·lerè. Per aquest descobriment, el 1996 rebé, juntament amb Robert F. Curl i Richard E. Smalley, integrants del mateix equip, el premi Nobel de química. El mateix any fou creat sir.