Severo Ochoa de Albornoz est né dans la ville asturienne de Luarca. Fils de Sévère Ochoa et Carmen de Albornoz, Sévère était le plus jeune de sept frères. Son père est mort quand son fils cadet avait sept ans et, à partir de ce moment-là, il a passé les hivers dans la région de Malaga, attirés par le climat doux.
Il a suivi ses études secondaires à l'Institut du Baccalauréat de Malaga et son professeur de chimie l'a intéressé par les sciences de la vie. À la fin du baccalauréat en 1921, Ochoa avait clairement voulu étudier la biologie expérimentale. À cette époque, cependant, la meilleure façon d'apprendre la biologie était d'apprendre la médecine. C'est pourquoi, et parce qu'il admirait beaucoup le médecin et professeur navarrais Santiago Ramón et Cajal, il a choisi l'Université de Madrid pour suivre la carrière médicale.
Cependant, Ochoa ne voulait pas être médecin. Son désir était, par-dessus tout, de devenir un jour un grand scientifique. Cependant, l'Espagne ne semblait pas l'endroit idéal pour cela, puisque ses habitants avaient oublié le domaine scientifique. En marge de Ramón et Cajal et de leurs étudiants, à la Faculté de Médecine de Madrid il y avait seulement deux scientifiques qui se consacraient à la recherche la plus fine: Juan Negrín, professeur de physiologie et Teofilo Hernando, professeur de pharmacologie.
Cependant, Ochoa n'a pas eu l'occasion de rencontrer Raymond et Cajal qu'il admirait tant, mais la nature du maître et son travail ont été une référence importante dans les années à venir. En 1982, dans l'épilogue écrit pour une biographie de Raymond et Cajal, il a écrit les mots suivants: « Vous avez entre vos mains une biographie du plus grand scientifique de l’histoire de l’Espagne et de l’un des plus grands de l’humanité, à mon avis comme Galileo, Newton, Darwin, Pasteur ou Einstein. »
En troisième de carrière, Noirceur lui a offert la possibilité d'être responsable des cours pratiques du département de physiologie. C'est là que Ochoa a commencé la recherche qui n'aurait pas de continuité. À l'été 1927, sans terminer la carrière, il a déménagé à l'Université de Glasgow pour travailler avec le Dr Nöel Paton. Guanidine a étudié l'influence des mélanophores superficiels des grenouilles et, avec les résultats obtenus, il a réussi à publier son premier travail dans un prestigieux magazine scientifique ( Proceedings of the Royal Society ). Après un séjour à Glasgow, il retourne au laboratoire de Noirceur et Joseph G. Avec son ami Valdecasas, il a préparé un microméthode pour déterminer la créatine musculaire. Avec les résultats obtenus avec cette invention, il a publié en 1929 sa deuxième œuvre scientifique.
Cette année a pris fin la carrière de médecine. Cependant, dans les années suivantes, il a travaillé avec de grands scientifiques et a continué à compléter ses études. Une fois la course terminée, il s'installe en Allemagne pour travailler au laboratoire d'Otto Meyerhof (Prix Nobel de médecine en 1923). Il a étudié la biochimie et la physiologie musculaire.
En 1931, il a épousé la jeune fille Carmen García Cobian. La même année, il a été nommé professeur de physiologie à l'Université de Madrid et a travaillé sur ce travail jusqu'en 1935. Cependant, quand ils pouvaient, ils se déplaçaient à l'étranger pour travailler dans d'autres laboratoires. Ainsi, en 1932, il s'installe à Londres pour effectuer une recherche enzymatique avec Harold Dudley et Henry Dale, prix Nobel de médecine en 1936.
Il retourne à Madrid en 1934. Il a d'abord été nommé professeur de physiologie et de biochimie, puis nommé directeur du département de physiologie de l'Institut de recherche médicale. En 1936, il a été nommé assistant de recherche invité du Meyerhof Laboratoire de Heidelber. Son travail a consisté à étudier quelques étapes enzymatiques de la glycolyse et de la fermentation. De 1938 à 1941, il étudie la fonction biologique de la vitamine B1 à l'Université d'Oxford, R. A. Avec le professeur Peters.
Lorsque la Seconde Guerre mondiale a éclaté, Severo Ochoa travaillait à Oxford. Pour continuer à enquêter, il a décidé de se rendre aux États-Unis. Ces lignes proviennent de l'autobiographie d'Ochoa: «Un jour d’août 1940, Carmen et moi partons pour le Nouveau Monde, triste mais plein d’espérance et d’espérance». De 1941 à 1942, il a travaillé à l'Université de médecine de Washington avec le mariage Carl et Gery Cori (Prix Nobel de médecine en 1947), dans la recherche enzymatique.
Après de nombreuses années d'études, en 1942, il a accepté un poste du Département de médecine de l'Université de New York et a commencé à enquêter sur son propre. Jusqu'à sa retraite en 1974, sa carrière scientifique s'est développée dans cette université et a occupé divers postes. En 1956, il obtient la nationalité américaine.
Il a pris sa retraite en 1974, mais n'a cessé de travailler. Il a accepté l'invitation des laboratoires Hoffmann La Roche du New Jersey et est allé à l'Institut Roche de Biologie Moléculaire. En outre, à partir de 1976, il prend en charge une équipe de recherche du Centre Severo Ochoa de Biologie Moléculaire de Madrid (CBMSO). En 1986, il retourne en Espagne où il travaille. Il est décédé le 1er novembre 1993, fête de la Toussaint, à Madrid.