Nasceu em junho de 1838 no condado de Otsego, Nova York. Graduou-se médico pelo Colégio de Médicos e Cirurgiões de Nova York em 1860. Clinicou na cidade de Elizabeth em Nova Jersey até a eclosão de guerra civil norte-americana (1861_65).
Nomeado cirurgião assistente do exército da União em maio de 1861, participou de vários combates. Durante a ofensiva à Richmond na Virginia (março a julho de 1862) contraiu febre tifóide e foi afastado do campo de batalha. Serviu em diferentes hospitais militares até o fim da guerra em abril de 1865. Um ano depois foi promovido a capitão. Entre 1865 e 1869 prestou serviço como médico militar no Kansas onde durante quatro anos combateu epidemias e acompanhou campanhas contra índios hostis. No início dos anos 1870 serviu na ilha de Nova York (1870-72) e na Florida (1872-75), tomou contato com a febre amarela, tratou centenas de soldados e contraiu a doença. Em dezembro de 1875 foi promovido a major.
Em 1877 foi incumbido de buscar maneiras de minimizar os problemas provocados pela febre amarela. Viajou a Vera Cruz (México), Rio de Janeiro e Havana. Constatou a ineficácia das vacinas produzidas nos países do continente, examinou os microorganismos anunciados até então como responsáveis pela doença e fez investigações durante surtos em Cuba, na Flórida e no Alabama. Seu relatório, publicado em 1890, foi amplamente reconhecido no meio científico internacional como evidência inconteste de que nenhuma das tentativas de identificar o agente etiológico a febre amarela tivera êxito.
Organizou a comissão encabeçada por Reed que, em 1900, comprovou a tese da transmissão pelo mosquito Stegomia proposta por Finlay vinte anos antes. Em Janeiro do ano seguinte foi promovido a tenente coronel. Foi designado consultor da estação de quarentena de Nova York durante a epidemia de cólera de 1892 em Hamburgo (Alemanha).
Durante a carreira publicou "An Inquiry into the Modus Operandi of the Yellow Fever Poison" em 1875, "A Study of the Natural History of Yellow Fever" em 1877, o ensaio "Disinfection and Individual Prophylaxis against Infectious Diseases", em 1886 e o Manual of Bacteriology, de 1892.
Em junho de 1902 foi aposentado por idade e 10 meses depois promovido a general brigadeiro e indicado Surgeon General pelo presidente Grover Cleveland. Morreu em novembro de 1915 em Washington, D.C.