Graduação (1959) pela Millbrook School em Millbrook, Nova Iorque, Estados Unidos. Mestrado (1964) e doutorado (1971) em Biologia pela Yale University, Estados Unidos.
É considerado um dos principais líderes do movimento ambientalista e o “pai da biodiversidade”, termo que ele cunhou (originalmente como “diversidade biológica”), é um pioneiro na biologia da conservação, elucidou o conceito de Tamanho Mínimo Crítico para os ecossistemas e foi uma figura importante para chamar a atenção internacional para os problemas ambientais da Amazônia. Também ganhou notoriedade na década de 1970 com suas previsões sobre uma possível extinção em massa decorrente da destruição ambiental. Tem grande bibliografia publicada e recebeu vários prêmios, destacando-se o Prêmio Tyler de Conquista Ambiental 2001, o Prêmio Fundação BBVA Fronteiras do Conhecimento 2009, o Prêmio Planeta Azul 2012 e o Prêmio Muriqui 2013. A espécie Polycyrtus lovejoyi foi batizada em sua homenagem.
