Nació en 1940 en Brisbane, Queensland, donde asistió al Indooroopilly State High School.

[1]​ La investigación de Doherty se centra en el sistema inmunológico y su trabajo Nobel describió cómo las células inmunes del cuerpo protegen contra los virus.

Él y Rolf Zinkernagel, el co-receptor del Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1996, descubrieron cómo las células T reconocen sus antígenos diana en combinación con proteínas del complejo principal de histocompatibilidad (MHC).

Los virus infectan las células huésped y se reproducen en su interior.

Zinkernagel y Doherty descubrieron que, para que las células T asesinas reconocieran las células infectadas, tenían que reconocer dos moléculas en la superficie de la célula, no solo el antígeno del virus, sino también una molécula del complejo principal de histocompatibilidad (MHC).