Sau khi học xong trung học phổ thông, ông thi đại học ngành Vật lý trường Đại học Sư phạm Vinh. Ông nhận giấy báo trúng tuyển nhưng vì bị bệnh sốt rét phải nằm viện, ông đến trường muộn và không được chấp nhận nhập học.[20]

Năm 1976, ông thi tiếp đại học, trúng tuyển, và nhập học trường Đại học Y Hà Nội.[12][21]

Sau khi tốt nghiệp đại học vào năm 1982,[13] ông học tiếp bác sĩ nội trú ở Đại học Y Hà Nội và tốt nghiệp bác sĩ nội trú năm 1985.

Từ năm 1987 đến năm 2003, ông làm việc tại Khoa Huyết học - Truyền máu, Bệnh viện Hữu nghị Việt-Xô, trực tiếp tham gia điều trị, nghiên cứu các bệnh về máu.[2]

Trong thập niên 1990, ông thành lập "Câu lạc bộ Tiếng Anh Thanh niên Hà Nội". Câu lạc bộ này hiện vẫn đang hoạt động.[22]

Năm 2003, ông đảm nhận Viện trưởng Viện Huyết học - Truyền máu Trung ương, một viện vừa được tách ra từ Bệnh viện Bạch Mai và trở thành một bệnh viện trực thuộc Bộ Y tế.[23]

Ông và các cộng sự ở Viện Huyết học - Truyền máu Trung ương là những người đi đầu trong công nghệ ghép tế bào gốc với chi phí rẻ.[24]

Từ ngày 1 tháng 10 năm 2017, ông nghỉ hưu, thôi không làm Viện trưởng Viện Huyết học - Truyền máu Trung ương.[25] Người kế nhiệm ông làm Viện trưởng Viện huyết học Truyền máu Trung ương là Tiến sĩ Bạch Quốc Khánh (sinh năm 1964, quê ở tỉnh Nghệ An), một trong những học trò do ông hướng dẫn luận án nghiên cứu sinh tiến sĩ y khoa năm 2015.