Weatherall studierte Medizin an der University of Liverpool mit dem Abschluss 1956 (M. D., Bachelor of Medicine, Bachelor of Surgery MB ChB). Danach war er zwei Jahre bei der Armee (unter anderem in Nepal) und mit einem Stipendium an der Johns Hopkins University, bevor er an die Universität Liverpool zurückkehrte, wo er Professor für Hämatologie wurde. 1974 wurde er Nuffield Professor für Klinische Medizin an der Universität Oxford und von 1992 bis 2000 war er dort Regius Professor of Medicine.[1] 1989 gründete er das Institute for Molecular Medicine in Oxford, das nach seiner Emeritierung nach ihm benannt wurde (Weatherall Institute of Molecular Medicine). Nach seiner Emeritierung 2000 war er Kanzler der Keele University.
Weatherall war ein führender Fachmann für Thalassämie, einer Erbkrankheit mit abnorm veränderter Produktion von Globinen. Er baute seit den 1970er Jahren ein Forschungsnetzwerk (zum Beispiel mit Thailand, Laos, Kenia, Vietnam) über Thalassämie auf und konnte deren klinische Behandlung in Ländern der Dritten Welt verbessern, wo die Krankheiten eine besondere Rolle spielen.
2002 war er Hauptautor eines Reports für die WHO über die Anwendung der Gentechnik auf Weltgesundheitsfragen.[2]
↑Mitteilung zur Ernennung von David John Weatherall zum Regius Professor of Medicine an der University of Oxford in der London Gazette vom 7. Oktober 1992.