Ralph Wendell Burhoe vokste opp i Somerville i Massachusetts. Han studerte ved Harvard University fra 1928 til 1932, og tok da fag innen meteorologi og klimatologi, men gjorde aldri ferdig en grad. Han begynte så på Andover Newton Theological School. Han studerte teologi der i ett og et halvt år, men i stedet for å bli prest som han hadde planlagt, vendte han tilbake til Harvard og begynte å jobbe på Blue Hill Meteorological Observatory, hvor han gjorde det bra som naturvitenskapsmann. 1947 ble han den første fulltidslederen for American Academy of Arts and Sciences (AAAS). Gjennom jobben ved AAAS kom han i nær kontakt med viktige vitenskapsmenn som astronomen Harlow Shapley, geologen Kirtley Mather og biologen George Wald. Mens han jobbet der var han med på å grunnlegge Institute on Religion in an Age of Science. I 1965 begynte Burhoe å jobbe ved Meadville Lombard Theological School, unitarenes universitet i Chicago. Der grunnla han tidsskriftet og Center for Advanced Study in Religion and Science (CASIRAS). Etter å ha sluttet der i 1974, var han tilknyttet Lutheran School of Theology at Chicago hvor han i 1988 grunnla Chicago Center for Religion and Science.