Etter cand.scient. i biokjemi 1981 mottok han i 1985 en dr.scient. ved institutt for ernæringsvitenskap ved Universitetet i Oslo, der han i 1990 ble tilsatt som professor ved Institutt for medisin, det som i dag er Avdeling for ernæringsvitenskap. Blomhoff er kjent fra media som en ivrig formidler av sin forskning og har blant annet publisert sin tabell over matvarenene og deres antioksidanter.