Moniz studiò medicina presso l'Università di Coimbra e neurochirurgia a Bordeaux e Parigi. Tornò all'Università di Coimbra come Direttore del Dipartimento di Neurologia (1902), ma presto abbandonò questa occupazione per entrare in politica come rappresentante nel parlamento portoghese (1903-1917), come ministro degli affari esteri (1918) e più tardi come ambasciatore di Spagna, sotto la Prima Repubblica del Portogallo (1918-1919). Lasciò la politica per tornare all'Università di Lisbona, dove, dal 1921 al 1944, fu professore di neurologia.