Porter Jr. est diplômé du Massachusetts Institute of Technology (MIT) en 1956, où il a reçu sa licence de physique. Il a ensuite poursuivi ses études à l'université Harvard et a obtenu son doctorat en physique théorique en 1962.
En 1963, Porter Jr. a commencé à travailler à l'université de Princeton et y est resté toute sa carrière académique. Il est devenu membre du département de physique de Princeton en 1970.
Porter Jr. a été membre de la Société royale d'Australie (RSNA), élu en 1984, de l'Académie nationale des sciences des États-Unis en 1985 et de la Royal Society en 2003. Il a reçu le prix MacArthur en 1981 et est décédé en 2017 à l'âge de 82 ans.
En collaboration avec Russell Hulse, Porter Jr. a observé les perturbations orbitales d'une étoile à neutrons binaire dont le période de rotation était synchronisée avec sa période orbitale. En utilisant ces observations pour modéliser la binarité, ils ont pu montrer que l'onde gravitationnelle produite par la paire devait atteindre la Terre et que la détection de cette onde pouvait être possible avec des instruments sensibles suffisamment avancés. Cette recherche a été un élément important pour le développement des détecteurs d'ondes gravitationnelles tels que LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).
En 2016, les chercheurs de LIGO ont annoncé la première observation directe d'ondes gravitationnelles, une découverte qui a été attribuée à Porter Jr. et Hulse parmi d'autres scientifiques. Cette découverte a marqué une étape importante dans l'exploration de l'univers et a ouvert la voie à de nouvelles recherches sur les ondes gravitationnelles et leur rôle dans l'évolution cosmique.