Estudià física i matemàtiques a la Universitat de Vanderbilt, es doctorà a la Universitat de Chicago i feu un postgrau a la Universitat de Cambridge.
És el director i cofundador, juntament amb Demis Hassabis, de DeepMind, empresa que creà AlphaFold, un model d’intel·ligència artificial per predir amb gran precisió l’estructura de proteïnes humanes a partir de la seva seqüència d’aminoàcids i que ha estat guardonat, entre d’altres, amb el premi Breakthrough, el Canada Gairdner International Award i el Lasker Award.
El 2024, juntament amb Hassabis, fou guardonat amb el premi Nobel de química, reconeixement que compartiren amb David Baker.