Nasce na Califórnia, Estados Unidos, e forma-se em economia na Universidade de Chicago em 1964. Seis anos mais tarde, obtém o título de doutor em negócios na mesma instituição onde leciona de 1973 a 1983. Nessa época dá aulas também no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), e lá conhece o professor Fischer Black.
Passa a pesquisar com ele uma fórmula para estimar o valor de opções de ações nos mercados financeiros. Denominada de Black-Scholes, sobrenome dos dois pesquisadores, ela é publicada em 1973 e, posteriormente, aperfeiçoada por Robert Merton.
Assume o cargo de professor titular de finanças da Escola de Negócios e dá aulas de legislação na Escola de Direito na Universidade de Stanford a partir de 1983. Deixa a universidade em 1996, para dedicar-se integralmente à Long Term Capital Management, empresa especializada em gerenciar investimentos criada por ele em 1994.