Feza Gürsey Galatasaray Lisesindeki eğitimini 1940 yılında tamamladı. 1944 yılında da İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Matematik–Fizik Dalı'ndan mezun oldu. İstanbul Ünv. fizik asistanlığı sırasında MEB tarafından yapılan sınavı kazanarak İngiltere'de Imperial Kolejinde  doktora yapma imkanını elde etti. Kuaterniyonların alan teorisine uygulanmaları konusunda yaptığı ve 1950'de tamamladığı çalışması, bilim dünyasında uyandırdığı yankıların yanı sıra, onun için de yaşam boyu sürecek bir araştırma ilgisinin odak noktası oldu.

   1950-51 yılları arasında Cambridge Ünv. doktora sonrası çalışmalar yaptıktan sonra 1951'de İstanbul Üniversitesi'ne fizik asistanı olarak tayin edildi. 1952'de kendisiyle birlikte fizik asistanlığı yapmakta olan Suha Pamir ile evlendi. Bu evlilikten Yusuf isminde bir çocukları oldu.

  1953'de İstanbul Üniversitesi’nden doçent unvanını aldı. 1954-61 yılları arasında süre öğretim üyeliği boyunca Türk bilim tarihinin ilk ve son Teorik Fizik Kürsüsü'nün temelini oluşturan iki öğretim üyesinden biri olarak kürsünün geleceğini hazırlamıştı. Feza Gürsey'in bu dönemi onun bilimsel açıdan en verimli dönemlerinden biri olmuş, bu sırada ona hayatının sonuna kadar hayranlık duyan ve onu destekleyen Nobel fizik ödül sahipleri ile tanışmış, onlarla dostluklar kurmuştu.

   Uluslararası ününe ve önünde açılan yurtdışı prestijli iş olanaklarına rağmen 1961'de Türkiye'ye döndü ve ODTU’nün sunduğu profesörlük unvanını kabul ederek ODTÜ Teorik Fizik Bölümü'nün kurulmasında önemli bir rol üstlendi. 1960'lı yıllarda Kiral bakışım kuralını ortaya koyarak uzay-zaman bakışımı çalışmalarının genişletilmesine ön ayak olan Gürsey, kuantum renk dinamiği   kuramı çerçevesinde çalışmalara imza atmıştır.

    1974 yılına kadar ODTÜ'de ve Yale Ünv. dönüşümlü olarak öğretim üyeliği görevine devam eden Feza Gürsey, sayısız öğrenci yetiştirdi ve etkin bir araştırma grubu kurdu. 1974'de Yale Üniversitesi'nde kürsü başkanlığına getirildi. 1990'lı yıllarda emekli olarak Türkiye'ye dönmeye hazırlanırken prostat kanserine  yakalandı. Feza Gürsey, bu hastalıktan 13 Nisan  1992'de A.B.D' nin New Haven  kentinde hayata gözlerini kapattı.

    1993'te Ankara'da kurulan Türkiye'nin ilk bilim merkezine adı verilmiştir.