ホリーはイリノイ州のアーバナで生まれ、1938年にアーバナ高校を卒業した。その後イリノイ大学で化学を学び、1942年に卒業した。卒業後はコーネル大学の博士課程で有機化学の研究を行った。第二次世界大戦中の2年間をコーネル大学医学部のヴィンセント・デュ・ヴィニョーの下で過ごし、世界で初めてペニシリンの化学合成に成功した。ホリーは1947年に博士号を取得した。彼は卒業後もコーネル大学に残り、1948年に有機化学の助手に、1962年に教授になった。そして1955年から56年のサバティカルの後に、カリフォルニア工科大学のジェームズ・ボナーとともにRNAの研究を始めた。ホリーはまず運搬RNA（tRNA）を単離する実験から始め、その後アミノ酸のアラニンをタンパク質まで運ぶ働きを持つアラニンtRNAの配列と構造を決定する実験を行った。ホリーらは、2種類のリボヌクレアーゼを用いてtRNAを小片に分割することで構造を決定した。全体の構造は1964年に明らかとなり、伝令RNAからのタンパク質の合成を説明する重要な発見となった。またこれは、初めて配列が解読されたRNAともなった。ホリーはこの発見により1968年度のノーベル生理学・医学賞を受賞した。コラーナとニーレンバーグも、タンパク質合成の研究により、同年のノーベル生理学・医学賞を受賞した。ホリーらの用いた方法を使って、その後残りのtRNAの構造も解明された。数年後、この方法は改良されて、微生物、植物、人間のウイルスにも使えるようになった。1968年、ホリーはカリフォルニア州ラホヤにあるソーク研究所のフェローとなった。
デンマーク出身の探検家ヴィトゥス・ベーリングが率いるロシア帝国の第2次カムチャツカ探検隊は、1741年11月のはじめに遭難した。アラスカ探検の帰途、カムチャツカ半島のペトロハバロフスク港を目指して、アリューシャン列島づたいに西行していた探検船セント・ピョートル号が、嵐に遭遇し、カムチャツカ半島の東の沖500キロメートルに位置するコマンドルスキー諸島の無人島（現ベーリング島）で座礁した。乗員たちの多くは壊血病にかかっており、飢えと寒さの中、半数以上が死亡した。指揮官のベーリング自身も12月に他界したが、残された人々は、座礁したセント・ピョートル号の船体から新しいボートを建造し、翌1742年8月に島を脱出した。その指揮に当たったのが、ドイツ人の医師で博物学者でもあったゲオルク・ヴィルヘルム・シュテラー（ステラー）である。10ヶ月に及ぶ航海の末にペトロパブロフスク港にたどり着いた彼らは、英雄として迎えられた。シュテラーは、探検中に見られたラッコやオットセイなどの毛皮獣のほかに、メガネウという鳥（この鳥も、発見されたことが影響して結果的に絶滅する）と、遭難先の無人島（ベーリング島）で発見された巨大なカイギュウについても報告した。そのカイギュウは、長さ7.5メートル、胴回りが6.2メートルもあり、島の周辺に2,000頭ほどが生息すると推定された。シュテラーの航海日誌（ジャーナル）には、次のように記されている。「その島の海岸全域、特に川が海に注ぎ、あらゆる種類の海草が繁茂している場所には、われわれロシア人が『モールスカヤ・カローヴァ』（ロシア語: морская корова; “海の牛”）と呼ぶカイギュウが、1年の各期を通じて、大挙して姿を現す」。そのカイギュウ1頭から、3トンあまり（200プード）の肉と脂肪を手に入れることができた。そしてその肉は、子牛に似た味と食感をもっていた。言うまでもなく、遭難中のシュテラーたちにとって、このカイギュウたちは有用な食料源となった。美味であるばかりではなく、比較的長い時間保存することができたため、その肉は彼らが島を脱出する際、たいへん助けとなった。皮は靴やベルト、ボートを波から守るカバーに利用され、ミルクは直接飲まれたほか、バターにも加工された。脂肪は甘いアーモンド・オイルのような味がし、ランプの明かりにも使われた。彼らが生還できたのは、このカイギュウの生息域でそれを有用に利用できたからであった。ステラーカイギュウと名づけられたこの海獣の話はすぐに広まり、その肉や脂肪、毛皮を求めて、カムチャツカの毛皮商人やハンターたちが、数多くコマンドル諸島へと向かい、乱獲が始まった。約10年後の1751年になって、シュテラーはこの航海で得たラッコやアシカなどを含む数々の発見に関する観察記を発行している。アラスカでは見かけなかったこの動物についても、彼は体の特徴や生態などを詳しく記録している。ハンターたちにとって好都合なことに、カイギュウたちは動作が鈍く、人間に対する警戒心ももち合わせていなかった。有効な防御の方法ももたず、ひたすら海底にうずくまるだけだった。このような動物を銛やライフルで殺すことは容易だったが、何トンにもなる巨体を陸まで運ぶことは難しいため、ハンターたちはカイギュウをモリなどで傷つけておいて、海上に放置した。出血多量により死亡したカイギュウの死体が岸に打ち上げられるのを待ったのだが、波によって岸まで運ばれる死体はそれほど多くはなく、殺されたカイギュウたちのうち、5頭に4頭はそのまま海の藻屑となった。ステラーカイギュウには、仲間が殺されると、それを助けようとするように集まってくる習性があった。特に、メスが傷つけられたり殺されたりすると、オスが何頭も寄ってきて取り囲み、突き刺さった銛やからみついたロープをはずそうとした。そのような習性も、ハンターたちに利用されることになった。 1768年、シュテラーの昔の仲間であったイワン・ポポフという者（マーチンの説もあり）が島へ渡り、「まだダイカイギュウが2、3頭残っていたので、殺した」と報告しているが、これがステラーカイギュウの最後の記録となった。ステラーカイギュウは、発見後わずか27年で姿を消したことになる。その後もステラーカイギュウではないかと思われる海獣の捕獲や目撃が何度か報告されている。最も新しい報告例では、1962年7月のベーリング海でソ連の科学者によって6頭の見慣れぬ巨大な海獣が観察されているが、それがステラーカイギュウなのか他の海獣類を見間違えたのかは不明。