Il a obtenu son doctorat en zoologie de l'Université Harvard en 1956, puis il a travaillé pendant plusieurs années au California Institute of Technology (Caltech). En 1961, Waddington est retourné au Canada et a rejoint le Département d'Anatomie et de Cellule du Collège de Médecine de l'Université de Toronto.
Pendant sa carrière, Waddington a effectué des recherches fondamentales sur la génétique des mutations aléatoires et les mécanismes généraux de l'hérédité. Il est particulièrement connu pour son modèle mathématique, la boîte dedeveloppement de Waddington (ou boîte de Morphogenèse), qui explique comment les cellules peuvent prendre différentes formes pendant le développement d'un embryon.
En reconnaissance de ses contributions à la science, Waddington a reçu plusieurs prix et distinctions. Il a été élu membre de la Royal Society en 1970, a obtenu la médaille Gairdner en 1983 et a été nommé Officier de l'Ordre du Canada en 1985.
Waddington est également connu pour ses écrits populaires sur la science, notamment son ouvrage "The Strategy of the Genes" (1957). Ce livre, qui a été traduit en plusieurs langues, a été très influent dans le domaine de la génétique moléculaire et a aidé à populariser les idées de la théorie génétique moderne.
Au-delà de ses contributions scientifiques, Waddington était connu pour son sens de l'humour et sa capacité à expliquer des concepts complexes de manière accessible aux non-spécialistes. Il a été décrit comme un « grand enthousiaste » par ceux qui l'ont connu.
Aujourd'hui, le travail de Waddington continue d'influencer les recherches en génétique moléculaire et cellulaire. Son nom est notamment associé à plusieurs concepts fondamentaux de la théorie génétique moderne, dont l'idée de l'hérédité épigenétique et les boîtes de développement de Waddington.