Er studierte in Wien theoretische Physik in der Tradition Boltzmanns, war 1921-1927 Professor an der Universität Zürich, 1927-1933 in Berlin. Er verließ Deutschland freiwillig 1933, war bis 1936 in Oxford, dann in Graz, das er 1938 nach dem Einmarsch Hitlers verließ, lehrte ab 1939 in Dublin und kehrte 1956 in seine Heimat Wien zurück.

Seine überragende wissenschaftliche Leistung ist die Wellenmechanik, die er, anschließend an Gedanken von Einstein und de Broglie, 1926 entwarf. Sie erwies sich als mathematisch äquivalent mit Heisenbergs Quantenmechanik (1925), bot aber ein anschaulicheres Bild des Geschehens und vertrautere mathematische Methoden. In ihren mathematischen Grundlagen hat die so erschlossene Theorie seitdem keiner Änderung bedurft, und sie erwies sich als die zentrale Disziplin für das Verständnis des Aufbaus der Materie. 

Der "Kopenhagener Deutung" der Theorie durch Bohr und Heisenberg hat er sich nicht angeschlossen. Wie Einstein suchte er bis zuletzt eine der Anschauung nähere Deutung. Er war ein lebendiger, hochgebildeter Mann, kannte Sprachen und Literaturen, schrieb Gedichte, vertiefte sich in die abendländische und indische Philosophie einer geistigen Einheit der Wirklichkeit.

1933 Nobelpreis für Physik.