Perutz entstammt einer altösterreichischen Fabrikantenfamilie. Er maturierte am
Theresianum in Wien und sollte nach einem Jusstudium das väterliche Erbe
übernehmen. Er studierte jedoch an der Wiener
Universität ab 1932 Chemie und ging 1936 an das Cavendish-Institut der
Universität Cambridge. Nach 1938 wurde England für den Auslandsstudenten
zum Exilland. 1940 promovierte er dort, 1943 erhielt er die britische
Staatsbürgerschaft. Nach 1945 setzte er seine bereits 1937 begonnene
Forschungsarbeit über die Struktur des Hämoglobins fort. Gemeinsam mit
John C. Kendrew gründete er eine staatlich unterstützte Forschungsgruppe
für Molekularbiologie, deren Leitung er 1947 nach ihrer
Institutionalisierung übernahm. Das Institut entwickelte sich bald zu
einem weltweit führenden Forschungszentrum. Nach jahrelanger Arbeit
gelang es Perutz und Kendrew, die Struktur einer langen Reihe von
Proteinmolekularen mit Hilfe von gebrochenen Röntgenstrahlen zu
bestimmen und den räumlichen Aufbau des Hämoglobinmoleküls zu ermitteln.
Beide erhielten für ihre großen Leistungen 1962 den Nobelpreis für
Chemie. Neben seiner Forschungsarbeit und Gastvorlesungen war
Perutz 1963-1969 Vorsitzender der Europäischen Organisation für
Molekularbiologie.