1933年毕业于普渡大学电机工程系，后来兴趣转向物理，1938年获哈佛大学哲学博士学位。1940年到麻省理工学院辐射实验室工作。1949年任哈佛大学物理学教授。曾任美国总统科学顾问、美国空军顾问委员会成员，1970年被选为美国物理学会理事长。

珀塞耳在麻省理工学院曾从事军事科学和微波雷达的研制。1946年，他和H.C.托雷、R.V.庞德等人组成一个小组，成功地进行了核磁共振的研究，并首次报告了在凝聚态物质中观察到的核磁共振现象。为此，他和作出同样发现的F.布洛赫同获1952年诺贝尔物理学奖。

珀塞耳还在1948年与庞德合作提出自旋温度的概念。1951年在21厘米波段发现中性星际原子氢辐射，证实了荷兰天文学家H.C.范德胡斯特于1944年所作的射电波预言，有力地推动了射电天文学的发展。