1888年（明治21年）12月16日大津市に生まれ、1905年（明治38年）滋賀県立第二中学（現膳所高等学校）を卒業した。第三高等学校を経て東京帝国大学農科大学農芸化学科に入学する。1911年（明治44年）7月同大学を卒業し、直ちに大学院に入る。農芸化学の研究に従事し、コウジ酸の化学構造を決定し1917年（大正6年）7月コウジ酸発見に係わる論文「麹菌ニヨリ生産セラルル一新有機酸（麹酸）ニ就イテ」提出により農学博士学位を授与され、直後に東京帝国大学講師となる。1921年（大正10年）6月に1919年（大正8年）東京帝国大学農学部（分科大学が廃止され学部制に移行）助教授に任じられ、農事試験所（現農業環境技術研究所）技師を兼務する。また、同年より2年間イギリス・フランス・アメリカ合衆国に留学し、帰国後の1924年（大正13年）12月教授に任じられ農産製造学講座を分担する。また、1930年（昭和5年）には水産製造学講座も分担すると共に、この頃より、すでに日本人技師黒沢栄一により発見されていたジベレリンの構造分析と単離結晶化につながる研究を始めた。1934年（昭和9年）には「植物の成長を阻止する作用のある物質の化学構造を決定」し、1938年（昭和13年）には植物の「徒長作用物質を結晶状に分離することに成功し、ジベレリンA」を発見。この間、1936年（昭和11年）再びヨーロッパに出張し、ドイツ・ルプレヒト・カール大学ハイデルベルク500年祭に東京帝国大学代表として出席した。1943年（昭和18年）糸状菌の代謝生産物に関する生化学的研究で学士院賞を受賞した。新たな発見が続く中、戦争の影響でペニシリンの大量生産が必要とされ1944年（昭和19年）陸軍軍医学校のペニシリン研究委員会委員に任じられ、ペニシリン培養研究を優先せねばならなくなる。1945年（昭和20年）から1947年（昭和22年）まで、日本農芸化学会会長を2期務める。終戦後、1947年（昭和22年）帝国学士院会員に叙された。1949年（昭和24年）3月東京帝国大学（この年5月に東京大学に改名）を定年退職し、戦後財団法人理化学研究所から新たに会社組織となった株式会社化学研究所（現理化学研究所）の主任研究員に専任となる。化学研究所では、当初化学研究所の経済的問題から引き続きペニシリン製造に係わり、加えてストレプトマイシン委員会委員長としてアメリカ特許に抵触しない新たな製造方法の研究に従事し、1950年（昭和25年）には国産技術による製造方法を開発し生産を開始した。1950年（昭和25年）4月、東京大学名誉教授に叙されると共に、藤原銀次郎により創設された日本の科学技術の発展に卓越した貢献者を賞する「藤原賞」の第一回受賞者に、ジベレリン研究が評価され選ばれた。1952年（昭和27年）8月、化学研究所の研究部門は第2次「科学研究所」として再発足し、製薬部門は「科研化学」として独立した後、1957年（昭和32年）には科研化学会長に就任した（1969年（昭和44年）退任）。そして、1964年（昭和39年）11月3日「微生物生化学や植物病理生化学に新しい分野を開拓し、なかでもジベレリンの研究は世界の学会でまったく独創的な分野を切り開いたもので、その功績は大きい」と評価され文化勲章を受章。1970年（昭和45年）11月3日、勲一等瑞宝章を授与する。前年に脳血栓で倒れた後1977年（昭和52年）7月20日逝去する。
阿史那骨咄禄の子として生まれる。開元4年（716年）、九姓（トクズ・オグズ）遠征中に大可汗の阿史那默啜が戦死すると、闕特勤は旧部を集めて默啜の子である小可汗や弟たち、その他の親族の者をことごとく殺害し、兄の左賢王である默棘連を大可汗に推戴して毘伽可汗（ビルゲ・カガン）とした。しかしこの時、毘伽可汗は国を得ることができたのは闕特勤の功であるとし、位を譲ろうとしたが、闕特勤が受け入れなかったため、遂に承諾した。そこで闕特勤は左賢王となり、兵馬を掌握した。この頃、奚（タタビ）と契丹（キタイ）が互いに兵を率いて唐に近づいたり、突騎施（テュルギシュ）の蘇禄が自立して可汗となったりして、突厥部落内で二心を抱く者が増えていった。そこで、毘伽可汗は默啜の時の衙官だった暾欲谷（トニュクク）を参謀に起用した。初め、默啜の下にいた衙官はことごとく闕特勤に殺されたが、毘伽可汗の可敦（カトゥン：妻）の父であった暾欲谷のみが死を免れていた。彼はすでに年が70余歳であったが、突厥の人々に甚だ尊敬されていた。開元13年（725年）、唐の玄宗が泰山で封禅の儀を行うため、東方に巡行しようとしたとき、中書令の張説は軍備を強化し、突厥に備えたいと提案した。それに対し兵部郎中の裴光庭は「封禅とは事が成功したことを天地の神に報告するものである。しかるに、たちまちこのようなことで人を集めたり、物を出させたりするようでは、名と実とが合わぬではないか？」と言った。張説は　「突厥は近ごろ和平を願いはしましたが、その獣のような心は測りがたいものがあります。しかも、小殺（毘伽可汗）が情深く人を愛すので、人々は彼のためによく働きます。闕特勤は武勇に優れて戦がうまく、向かうところ敵なしです。暾欲谷は非常に落ち着いていて思慮があり、老いてますます知恵も深い。ちょうど李靖，徐勣のようです。この三虜が心を合わせている限り、いささかもその方策に手抜かりはないでしょう。そんな中、我が方で国を挙げて東巡していると聞いて辺境を狙ってきたら、どう防ぐのです？」と主張した。そこで裴光庭は中書直省の袁振に鴻臚卿の官を兼ねさせ、使者として突厥に赴かせて突厥の者も一緒に東巡させることにした。袁振が突厥に到着すると、毘伽可汗はその妻および闕特勤，暾欲谷らと帳幕内に丸くなって座り、宴席をととのえていた。その後、袁振と毘伽可汗が話し合った末、突厥からはその大臣である阿史徳頡利発（イルテベル）が入朝貢献し、東巡に随行することとなった。開元20年（732年）、闕特勤が死去したため、玄宗は詔で金吾将軍の張去逸，都官郎中の呂向に勅書を持たせて弔問に赴かせ、同時に闕特勤のために石碑を立てさせ、玄宗自ら碑文を書いた。また、祠廟を立て、石像を作り、周囲の壁には闕特勤の戦陣の状景を画かせた。