Né à Paris, le 30 juin 1884.
Septième d’une famille de huit enfants, fils d’un pharmacien assez fantasque, converti sur le tard à la médecine, Georges Duhamel fit ses études au lycée Buffon, puis au lycée de Nevers, et enfin à l’Institution Roger Momenheim. Après une licence de sciences, il entama des études de médecine, qu’il devait achever en 1909. Ayant trouvé en emploi dans l’industrie pharmaceutique, il choisit néanmoins en parallèle de donner libre cours à ses aspirations littéraires.
Ayant fait partie dès 1906, avec Charles Vildrac, son beau-frère, et René Arcos du groupe unanimiste de l’abbaye, à Créteil, Georges Duhamel avait marqué son entrée dans la littérature par des poèmes, puis la publication de Des Légendes, des batailles, en 1907, L’Homme en tête et Sur la technique poétique (avec Ch. Vildrac), en 1909, Selon ma loi, en 1911.
Tandis que son théâtre était représenté à l’Odéon, il se vit confier en 1912 une rubrique critique au Mercure de France. Il devint un des auteurs de la maison, qu’il devait diriger pendant quelques années, à la mort d’Alfred Valette en 1935.
Commandant d’ambulances chirurgicales pendant la Première Guerre mondiale, Georges Duhamel allait nourrir de cette douloureuse et traumatisante expérience deux recueils de nouvelles : Vie des Martyrs et Civilisation (Prix Goncourt 1918). À la fin du conflit il choisit de renoncer définitivement à son métier de médecin pour se vouer entièrement à la littérature.
Il devait développer dans son œuvre un humanisme moderne marqué par une dénonciation des excès de la civilisation mécanique : La Possession du monde (1919), Scènes de la vie future (1930). Cet humanisme imprègne les deux cycles romanesques auxquels il consacra une large part de sa vie d’écrivain : Vie et Aventures de Salavin et Chronique des Pasquier ; ces deux ensembles dominent une œuvre abondante où se mêlent essais et romans. On citera encore : Les Plaisirs et les jeux (1922), Le Prince Jaffar (1924), La Pierre d’Horeb (1926), Le Voyage à Moscou (1927), Fables de mon jardin (1936), La Musique consolatrice (1944), Souvenirs de la vie du Paradis (1946), Tribulations de l’espérance (1947), Le Bestiaire, et l’Herbier (1948), Le Voyage de Patrice Périot (1950), Cri des profondeurs (1951), Les Compagnons de l’Apocalypse (1957), Le Complexe de Théophile (1958).
On doit aussi à Georges Duhamel plusieurs volumes de mémoires : Biographie de mes fantômes, Le Temps de la recherche, La Pesée des âmes, Les Espoirs et les Épreuves, ainsi qu’un journal posthume, Le Livre de l’amertume.
Chroniqueur à Candide en 1931, puis au Figaro à partir de 1935, Georges Duhamel, marqué par la guerre, qui avait fait de lui un ardent pacifiste, œuvra un temps pour le rapprochement avec l’Allemagne. Les menées hitlériennes devaient cependant le conduire à modifier ses positions et à dénoncer à partir de 1939 le pacifisme intégral et les accords de Munich.
Sous l’Occupation, il vit son œuvre interdite.
À la Libération, il entrait au Comité National des Écrivains, mais ne tardait pas à en démissionner en 1946, désapprouvant les excès de l’épuration.
Grand-croix de la Légion d’honneur, Georges Duhamel était également membre de l’Académie de médecine depuis 1937 ; il entra en 1944 à l’Académie des Sciences morales et politiques, et fut président de l’Alliance française de 1937 à 1940.
Lors de sa première candidature à l’Académie française en 1934, il essuya un échec au fauteuil Brieux, à cause, disait-on, de la lettre qu’il avait écrite au président de la République espagnole pour demander la grâce des condamnés à mort communistes ; il ne recueillit que 11 voix, contre 17 à Léon Bérard. Mais il fut élu l’année suivante, le 21 novembre 1935, au quatrième tour de scrutin, par 17 voix contre 7 à l’historien de Byzance, Charles Diehl, en remplacement de G. Lenotre, lequel n’avait pas eu le temps de siéger.
Il fut reçu sous la Coupole le 25 juin 1936 par Henry Bordeaux.
Élu secrétaire perpétuel en 1944, Georges Duhamel tint la fonction avec une courageuse dignité, durant cette période particulièrement difficile, et sut préserver tout à la fois l’honneur et l’avenir de l’Académie. Il démissionna en 1946.
Mort le 12 avril 1966.