Compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1970 con Julius Axelrod y Ulf von Euler.

Terminó su doctorado en 1938 y ganó una beca para estudiar junto con John Carew Eccles en el Hospital de Sydney.

Katz se casó con Marguerite Penly en 1945 y regresó a la University College como director asistente en 1946.

Katz, junto con Paul Fatt, estableció que esos receptores, una vez estimulados por la acetilcolina, abren las puertas en la membrana que permite el paso de iones y la creación de una corriente eléctrica, provocando la contracción muscular.

Más tarde, Bert Sakmann y Erwin Neher ganaron el premio Nobel en 1991 por su trabajo sobre estos canales.