Nació en París, Francia.
Gennes estudió en la École Normale Supérieure.
Después de dejar la École en 1955, se convirtió en ingeniero investigador en el centro de Saclay del Commissariat à l'Énergie Atomique, trabajando principalmente en dispersión de neutrones y magnetismo con A. Abragam y J. Friedel.
Recibió el Premio Nobel de Física en 1991 por "el descubrimiento y desarrollo de métodos avanzados para estudiar los fenómenos simples de los materiales, para crear formas más complejas de materia, en particular, cristales líquidos y polímeros".
Ha trabajado en material granular y en la naturaleza de los objetos en la memoria en el cerebro.