حصل على أعلى درجة في فصله عند تخرجه من كلية هارفارد عام 1994. وأثناء إنجاز أبحاثه للحصول على الدكتوراة بجامعة كاليفورنيا، بيركلي، أطلق ليو أول مساعيه لتوسيع الشفرة الجينية في الخلايا الحية. نال درجة الدكتوراة عام 1999، وأصبح أستاذا مساعدا في الكيمياء والبيولوجيا الكيميائية بجامعة هارفارد في نفس العام.
تمت ترقيته إلى أستاذ مشارك عام 2003 وإلى أستاذ متفرغ عام 2005. ثم أصبح البروفيسور ليو محققًا في معهد هوارد هيوز الطبي عام 2005. وانضم عام 2009 إلى الفريق الاستشاري “جايسنز”، وهو فريق يتألف من مستشاري العلوم الأكاديمية التابع لحكومة الولايات المتحدة، وفي عام 2016، أصبح عضوا في معهد “كور”، ونائب رئيس الكلية في معهد برود التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد، ومدير برنامج البيولوجيا الكيميائية والعلوم العلاجية.
البروفيسور ديفيد ليو هو بروفيسور بدرجة ريتشارد ميركين، ومدير معهد ميركين للتقنيات التحويلية في الرعاية الصحية، ونائب رئيس هيئة التدريس في معهد برود في هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وأستاذ بدرجة توماس دودلي كابوت للعلوم الطبيعية بجامعة هارفارد، ومعهد هوارد هيوز الطبي. تتجمع أعمال البروفيسور ليو البحثية بين الكيمياء والتطوير لإلقاء الضوء على علم الأحياء وتمكين العلاجات من الجيل الثاني. تشمل اهتماماته البحثية الرئيسية الهندسة، والتطوير، والتسليم في الجسم الحي لبروتينات تعديل الجينوم مثل المعدِّلات القاعدية لدراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، إضافة إلى تطوير البروتينات ذات الإمكانات العلاجية الجديدة وذلك باستخدام تقنية التطوير المستمر بمساعدة الملتهمة المعروفة بـ”بيس”، واكتشاف الجزيئات الصغيرة الاصطناعية النشطة بيولوجيًا والبوليمرات الاصطناعية من خلال استخدام التوليف العضوي المقولب من الحمض النووي والمكتبات المشفرة بالحمض النووي.
يعتبر التعديل القاعدي أول أسلوب عام لإجراء التعديل الجيني الدقيق بدون فواصل مزدوجة الشرائط، وهو أفضل اختراق في العلوم لعام 2017 – بالإضافة إلى التعديل القاعدي، وتقنية “بيس”، والتوليف باستخدام قالب الحمض النووي، إذ تشكل جميعها أربعة نماذج للتقنيات الرائدة في مختبر البروفيسور ليو، ويتم استخدام هذه التقنيات من قبل آلاف المختبرات حول العالم، حيث ساهمت في فتح الباب لدراسة العديد من الأمراض الوراثية واحتمالات علاجها.
انتخب البروفيسور ليو عضوا في الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم، والأكاديمية الوطنية الأمريكية للطب، والجمعية الأمريكية لتطوير العلوم. وحصل على العديد من الامتيازات الجامعية نظير تدريسه بجامعة هارفارد، بما في ذلك جائزة جوزيف آر. ليفنسون التذكارية للتدريس، وجائزة روزلين أبرامسون، وأستاذية كلية هارفارد.
نشر البروفيسور ليو أكثر من 200 بحث، وهو مخترعٌ حائزٌ على أكثر من 75 براءة اختراع أمريكية. ونالت إنجازاته البحثية امتيازات عديدة، بما في ذلك جائزة رونالد بريسلو لكيمياء المحاكاة الحيوية، وجائزة ديفيد بيرلمان من الجمعية الأمريكية للكيمياء، وجائزة البيولوجيا الكيميائية “إيه سي إس”، وجائزة الكيمياء من الجمعية الأمريكية للكيمياء، وجائزة آرثر كوب للعلماء الشباب، وجائزة مارشال نورمبرغ للمحاضر المتميز، كما حصل على جوائز أخرى من مؤسسة سلون، ومؤسسة بيكمان، وبرنامج “إن إس إف كرير”، وبرنامج سيرل سكولرز. وفي الفترة ما بين عامي 2016-2020، تم اختياره من قبل مجلة “نيتشر بايوتكنولوجي” كواحد من أفضل 20 باحث في العالم في مجال تطبيق العلوم البحثية، واختارته مجلة “نيتشر” كأحد أبرز الباحثين العشرة في العالم وأحد المفكرين العالميين الرائدين في السياسة الخارجية عام 2017. وهو المؤسس أو المؤسس المشارك للعديد من شركات التكنولوجيا الحيوية والعلاجية، بما في ذلك “بيم ثيرابوتيكس”، “برايم ميديسن”، “إيديتا ميديسن”، “بيروايز بلانتس”، “إيكسو ثيرابوتيكس”، و”كروما ميديسن”.
كتبت هذه السيرة الذاتية في عام استلامه للجائزة.