Chimistul şi biologul marin japonez Osamu Shimomura s-a născut pe 27 august 1928, la Fukuchiyama, Kyoto.
A studiat la Colegiul de Ştiinţe Farmaceutice din Nagasaki. A lucrat, apoi, ca asistent în laboratorul de chimie analitică pentru studenţi. După patru ani, a devenit student în cercetare la Universitatea din Nagoya.
În 1960 a plecat în SUA, la invitaţia Universităţii Princeton, unde avea să facă revoluţionara sa descoperire. În 1962, a izolat proteina verde fluorescentă, numită GFP, sintetizată de la un exemplar de Aequorea victoria, o meduză bioluminiscentă.
La expirarea vizei pentru SUA, în 1963, a primit o ofertă pentru postul de conferenţiar la Institutul de Ştiinţă a Apei, din cadrul Universităţii Nagoya, putându-şi continua cercetările asupra bioluminiscenţei. În 1965, a călătorit în Noua Zeelandă pentru a studia două tipuri de organisme bioluminiscente: viermele de peşteră Arachnocampa şi limpetul de apă dulce Latia.
Între 1965 şi 1978, a realizat cercetări şi asupra bioluminiscenţei diferitelor organisme luminoase, inclusiv viermele Chaetopterus, calamarul licurici Watasenia, diverse celenterate şi bacterii luminoase.
În 1977, a decis să lucreze la Laboratorul de Biologie Marină, unde a rămas până în 2001. În iulie 2004, a primit Premiul "Pearse" al Royal Microscopical Society, pentru descoperirea GFP, iar în 2006, Premiul "Asahi".
A câştigat Premiul Nobel pentru Chimie în 2008, alături de Roger Tsien şi Martin Chalfie, pentru cercetarea în domeniul proteinelor fluorescente, cu aplicaţii în medicină, mai ales în ceea ce priveşte detectarea tumorilor maligne, descoperire considerată esenţială pentru dezvoltarea biochimiei.
A încetat din viață pe 19 octombrie 2018, la Nagasaki.
