Formado pela Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro, em 1896 vai para Paris e estagia no Instituto Pasteur. Volta ao Brasil em 1899 e organiza o combate ao surto de peste bubônica em Santos (SP) e em outras cidades portuárias. Como a epidemia é incontrolável sem o uso do soro adequado e a importação é demorada, propõe ao governo fabricá-lo no país.
Funda, então, o Instituto Soroterápico Nacional em 1900, no Rio de Janeiro, hoje Instituto Osvaldo Cruz. Como diretor da saúde pública, em 1903 coordena as campanhas de erradicação da febre amarela e da varíola no Rio de Janeiro.
Organiza os batalhões de "mata-mosquitos" para eliminar os focos dos insetos transmissores, medida que enfrenta a resistência da população. Em 1916 assume a prefeitura de Petrópolis (RJ), onde morre no ano seguinte sem realizar seu ambicioso plano de urbanização da cidade.