1970年代には、サセックス大学で星間物質の中に炭素化合物を探すプロジェクトを立ち上げた。初期にはシアノアセチレン (H-C≡C-C≡N) 分子が見つかっただけだったが、1975年から78年にかけて、クロトーのグループはさらに長シアノブタジイン (H-C≡C-C≡C-C≡N) やシアノヘキサトリイン (H-C≡C-C≡C-C≡C-C≡N) のスペクトルデータを得た。またそれらを説明する過程で、フラーレンの存在も見つけた。彼は、リチャード・スモーリーとロバート・カールがテキサス州のライス大学でレーザー分光学を使った実験を行っていると聞いて、星の大気中で起こる炭素化学の反応を実証するために彼らもライス大学の装置を使うべきだと主張した。1985年9月に行われた実験により、星の大気中では炭素鎖ができるだけではなく、驚くべき、偶然の結果であるが、フラーレンができうることも実証された。3人の化学者は、ジム・ヒース（現カリフォルニア工科大学教授）、シーン・オブライエン（現テキサス・インスツルメンツ）、ユアン・リー（現オークリッジ）らの大学院生とともに実験を行った。カール、クロトー、スモーリーの3人は、1996年のノーベル化学賞を受賞した。1995年、クロトーはイギリスで始まったベガ・サイエンス・トラストの設立に参加し、ノーベルレクチャーでの講演、インタビュー、討論やテレビやインターネットで放送された番組の質の高いフィルムを作成するのに関わった。ベガでは100を超えるプログラムを保存しているが、そのうち50はBBCの深夜番組であり、ベガのウェブサイトで無料で見ることができる。これまでに30万から70万の人が利用している。クロトーがデザインしたサイトには、165カ国からのアクセスがある。クロトーは晩年、ナノテクノロジーの研究を行っていた。2009年の設立当初から晩年まで横浜市の理数科公立高校、横浜サイエンスフロンティア高等学校のスーパーアドバイザーを務めた。
1961年、クロトーはシェフィールド大学から化学の最初の学位を得て、1964年同じシェフィールド大学から博士号を得た。彼の博士論文のテーマは、光開裂によって生じるフリーラジカルのスペクトルの共鳴に関する研究だった。クロトーの博士課程時代の研究では、炭素とリンが二重結合で結合した化合物の初めての報告や、複数の多重結合を持つ化合物の研究へと繋がる亜酸化炭素 (O=C=C=C=O) の研究など、論文になっていないものも多い。彼は有機化学への魅力から研究を始めたが、分光学について学んだ頃から、量子力学に興味を抱き始めた。カナダの国立研究所とアメリカ合衆国のベル研究所でのポスドク研究が終わると、1967年よりイギリスに戻りサセックス大学で教鞭をとることとなった。1985年には教授になり、1991年から2001年には王立協会の教授を務めた。
1939年に生まれ、イングランド東部のケンブリッジシャー州の町でハロルド・クロトシナー (Harold Krotoschiner) という洗礼名を受けた。この珍しい名前は、シレジアのクロトシン（ポーランド語: Krotoszyn, ドイツ語: Krotoschin）に由来している。父親の家族はポーランドのボヤノヴォ (Bojanowo) に在住していて、母親はドイツのベルリンの出身であった。両親はともにベルリン出身だったが、父親がユダヤ人であったため、ナチスから逃れて難民としてイギリスに渡ってきた。ランカシャー州のボルトンで育ち、ボルトンの学校に入学したが、そこでは高い評価を受けている俳優のイアン・マッケランと同級生だった。1955年、一家は苗字を短縮してクロトーと改名した。ハロルドは子供の頃、メカノに夢中になり、科学技術の腕を磨いた。彼はユダヤ人社会の中で育てられたが、宗教には全く興味を持たなかった。彼は、人間主義、無神論、アムネスティ・インターナショナル主義、ユーモア主義の4つの宗教を信仰していると自称している。彼は中等学校で化学、物理学、数学に興味を持ち、6年生の時の化学の教師（後に大学教授になるハリー・ヘンリー）の薦めもあり、シェフィールド大学に進学した。1963年、マーガレット・ヘンリエッタ・ハンターと結婚した。
中学生時代に2試合連続で放ったランニング本塁打では、いずれもダイヤモンドを一周中に前の走者を追い抜いたため、審判員からアウトを宣告された。そのため実際には本塁打ではなくなっている。大学時代には、トレーニングメニューに逆立ちを入れていた。重心のバランスを感じることと、背中の筋肉を鍛えることが目的で、日本ハム入団後の2018年末から自主トレーニングで再び取り組んでいる。大学4年生として臨んだ2013年のNPBドラフト会議では、一部の球団が3巡目までに指名することが予想されていた。実際には3巡目を過ぎても指名する球団がなかったため、実弟から電子メールで「プロ（NPB）をあきらめろ」というメッセージが送られる有様だったが、6巡目でようやく日本ハムから指名された。東京六大学のリーグ戦にエースとして活躍した投手では異例の下位指名だったが、指名の直後には、「今後は外部と連絡を取らずに、野球に集中したい」と決意。それまで利用していたtwitterのアカウントを閉鎖するなど、入団に前向きな姿勢を示した。同じくプロ野球選手の大瀬良大地、九里亜蓮、岩貞祐太、杉浦稔大とはプロ入り前から交友がある。日本ハム投手時代の2018年2月25日には、東京ヤクルトスワローズとのオープン戦（浦添市民球場）に登板。同点で迎えた9回裏二死二塁の局面で打席に大村孟を迎えたところ、監督の栗山が球審の青木昴に故意四球を申告した（申告敬遠）。この年からNPBに導入された申告敬遠制度を、NPB球団の監督としては初めて栗山が活用したことから、白村は試合後に「『（自分の意思に関係なく敬遠を申告されるほど栗山から）信用されていない』と思ったので、逆に『（次打者の山崎晃大朗を）抑えてやろう』という気になった。貴重な経験ができた」と述懐している。もっとも、1年後の2019年に栗山から打者転向を告げられた際には、「突然の話で驚いたが、『お前のポテンシャルを凄く評価している』『お前の将来を考えている』とまで言われたので、『その熱意に応えよう』と思ってすぐに（転向を）決めた。ずっと野手だったチームメイトに比べれば、（打者としての）スタートはかなり遅いけれど、投手に未練はない」と語っている。