DNA之父
詹姆斯·D.沃森1928年出生于美国芝加哥。孩提时的沃森聪明好学，他著名的口头禅是“为什么”，而且简单的回答远不能满足他的要求。年幼时沃森最喜欢阅读《世界年鉴》，通过阅读，他积累了大量知识。在一次广播节目比赛中，沃森凭借自己的知识积累，获得了“天才儿童”的称号，并赢得100美元奖金。后来，他用这些钱买了一个双筒望远镜，专门用它来观察鸟类。这也是沃森和父亲的共同爱好。
由于从小就显示出过人的天赋，沃森15岁时就进入芝加哥大学就读。他最开始的兴趣是研究鸟类。在大学高年级时，沃森阅读了薛定谔的名作《生命是什么》，由此被含有生命奥秘的基因和染色体深深吸引。于是，他改拜专注于研究噬菌体遗传的萨尔瓦多·卢里亚（Salvador Luria）为师，开始学习生物学并获得了博士学位。
1950年，在完成博士学业后，沃森来到了欧洲。他先是在丹麦的哥本哈根大学工作，后又加入英国剑桥大学的卡文迪许实验室从事研究工作。正是在那里，沃森了解到，DNA是揭开生物奥秘的关键。他下决心一定要破解DNA结构这一未解之谜。正是在卡文迪许实验室，沃森遇见了与其有着相同志向的弗朗西斯·克里克（Francis Crick），并与克里克展开合作。尽管工作内容不尽相同，但沃森和克里克对DNA结构都有着浓厚的兴趣。
1953年4月25日，沃森和克里克在论文《DNA双螺旋结构》中向世人宣告：引导生物发育和生命机能运作的脱氧核糖核酸（DNA）具有双螺旋结构。他们仅仅用了约900个单词和1张图就明晰地阐述了这一重大发现。1962年，沃森、克里克与英国分子生物学家莫里斯·威尔金斯（Maurice Wilkins）共同分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖。
由于发现了DNA的双螺旋结构，詹姆斯·D.沃森获得了分子生物学的奠基者地位，被人们称为“DNA之父”。
“人类基因组计划”推动者
1984年，美国能源部（United States Department of Energy）首次将旨在对人类基因组进行测序的“人类基因组计划”提上了议事日程，但在此后的一段时间内，该计划都没有取得实质性的进展。
1988年，沃森来到美国国家卫生研究院（National Institutes of Health，NIH），开始积极推进“人类基因组计划”。1990年，沃森被任命为美国国家卫生研究院下属的“人类基因组计划”项目主任，“人类基因组计划”终于走上了正轨。
在“人类基因组计划”顺利展开两年之后，美国国家卫生研究院的新任院长伯纳迪恩·希利（Bernadine Healy）提出，要为一段新识别出的基因注册专利。对此，沃森第一个站出来表示了反对，他认为这会阻碍科学的发展。沃森说：“世界上所有国家都必须意识到，人类基因组属于全人类，而非属于某些国家。”但美国国家卫生研究院的领导者却认为给基因注册专利可以带来利益，促进相关学科的发展。于是，沃森愤然辞去了“人类基因组计划”项目主任一职，这可谓“人类基因组计划”的巨大损失。
2007年，沃森公开了个人完整的基因组测序数据。沃森说：“我公布我个人的基因测序数据，是为了发展精准医学，我们可以将这些基因组信息用于筛查和预防疾病。”沃森为“人类基因组计划”做出了重大贡献，是该计划的主要推动者。
冷泉港实验室掌门人
20世纪60年代，沃森入主冷泉港实验室。那时的冷泉港实验室运营不佳，财政状况极为紧张。沃森上任后，凭借自己在科学界的卓越影响力、崇高地位和独特的人格魅力，多方筹款，使冷泉港实验室成为世界上获得捐款最多的几个私立研究机构之一。在冷泉港实验室获得经济层面的充分保障后，沃森重新规划了冷泉港实验室的重点研究领域：癌症、神经生物学、生物信息学和植物生物学。
沃森着力提升冷泉港实验室有着悠久历史的学术会议及培训班的影响力，吸引了一大批著名科学家前来工作，慕名到访的科学家更是络绎不绝，并由此成功打造出以高水平和高质量著称的“冷泉港会议”。
自20世纪80年代起，沃森相继创建了适合不同层级的教育项目：以沃森名字命名的“沃森生物科学研究生院”、为来自世界各地的少数精英学生提供的富于创新的博士教育项目、面向大学生的“大学生研究项目”、面向中学生的“未来合作伙伴项目”，以及面对小学生的“自然研究”夏令营。
沃森还充分认识到书刊在传播最新观念方面的重要性，因此，冷泉港实验室出版社应运而生。该出版社的出版物包括5种学术期刊、多种实验室手册和大量书籍。《双螺旋》《分子生物学》《分子克隆实验指南》等名作都出自冷泉港实验室出版社。
快速崛起的中国同样吸引了沃森的目光。沃森对中国具有深厚的感情，他对他的学生季茂业说：“中国要尽可能快地发展科学，超过美国！”在沃森的支持下，冷泉港亚洲顺利落户中国苏州，已成为引导和推动我国生命科学发展的重要基地。
所有这一切，无不凝结着沃森的心血。在沃森将冷泉港实验室主任的接力棒交付给其继任者时，冷泉港实验室已从一个濒临破产的小机构，脱胎成为世界上最有影响力的综合性科研教育中心之一。