Se graduó del Hamilton Collegiate Institute en 1880, y más tarde, en 1884, de la Universidad de Toronto, momento en el que se trasladó a Estados Unidos para continuar sus estudios en la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, Maryland.
Se quedó como profesor en la Universidad Johns Hopkins por dos años, tras lo cual fue a Meadville, Pensilvania, donde ingresó como miembro de la facultad del Allegheny College.
Desilusionado por el estado de la investigación matemática de la época en Estados Unidos, en 1881 viajó a Europa, permaneciendo principalmente en Berlín, Gotinga y París, donde conoció y trabajó con algunos renombrados matemáticos de aquel tiempo, como Karl Weierstrass, Felix Klein, Ferdinand Georg Frobenius y Max Planck.
Fields regresó a Canadá en 1902, para trabajar en la Universidad de Toronto.
Sus esfuerzos llevaron a que Toronto se convirtiera en sede del Congreso Matemático Internacional en 1924.