Rous frequentò la Università Johns Hopkins a Baltimora e l'Università del Michigan. Nel 1909 entrò al "Rockefeller Institute for Medical Research" di New York (ora Rockefeller University) e qui si svolse tutta la sua carriera. A parte le ricerche sui tumori, ha svolto ricerche sul fegato e sulla funzione della cistifellea; si è interessato inoltre allo sviluppo delle banche del sangue.