Cursó estudios en la Escuela Científica Lawrence de Harvard y se graduó en 1871.Después trabajó como profesor asistente de química en la universidad hasta 1874, cuando se mudó a Annapolis, Maryland para ser profesor de química en la Academia Naval de los Estados Unidos.Desde 1892 hasta 1917, Munroe fue jefe del Departamento de Química y decano de la Escuela Científica Corcoran en la Universidad Colombina (rebautizada Universidad George Washington en 1904).Durante el mismo periodo, él también fue decano de la Facultad de Estudios Graduados y obtuvo un doctorado en química en 1894, así como un LL.D en 1912.Escribió más de 100 libros sobre explosivos y química, por lo cual en 1900 la Academia sueca de Ciencias lo nominó como candidato al Premio Nobel de química.
