Severo Ochoa de Albornoz se interesó por la biología a partir de la lectura de los trabajos de Santiago Ramón y Cajal. Estudió medicina en la Universidad Complutense de Madrid, donde se doctoró poco después. Se le concedieron diversas becas de la Junta de Ampliación de Estudios que le permitieron ir a Glasgow, Heidelberg, Berlín y Londres.

Ocupó los cargos de auxiliar de fisiología (Madrid, 1931), Director de sección de fisiología del Instituto de Investigaciones Médicas (1935), ...