Nasceu em São Luís do Paraitinga (SP), em 5 de agosto de 1872. Filho de Bento Gonçalves Cruz e Amália Bulhões Cruz, sua família se transferiu para o Rio de Janeiro em 1877. Graduou-se médico na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro em 1892, apresentando a tese de doutoramento “A veiculação microbiana pelas águas”. Antes de concluir o curso, já publicara dois artigos sobre microbiologia na revista Brasil Médico. Seu interesse pela microbiologia levou-o a montar um pequeno laboratório no porão de sua casa. Após a graduação, trabalhou na Policlínica Geral do Rio de Janeiro, onde era responsável pela montagem e a chefia do laboratório de análises clínicas. Em 1897, viajou para Paris, onde permaneceu por dois anos estudando microbiologia, soroterapia e imunologia no Instituto Pasteur, e medicina legal no Instituto de Toxicologia. Retornando ao Brasil, reassumiu o cargo na Policlínica Geral e juntou-se à comissão de Eduardo Chapot-Prévost para estudar a mortandade de ratos que gerou o surto de peste bubônica em Santos. Logo em seguida, assumiu a direção técnica do Instituto Soroterápico Federal, construído na Fazenda Manguinhos sob o comando do Barão de Pedro Affonso e fundado em 1900, marco inicial do que é hoje a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz). Na direção do Instituto, o jovem microbiologista trabalhou para ampliar suas atividades para além da fabricação de soro antipestoso, incluindo a pesquisa básica aplicada e a formação de recursos humanos. No ano seguinte, chegou ao comando da Diretoria-Geral de Saúde Pública (DGSP), o equivalente hoje ao Ministério da Saúde, onde empreendeu uma campanha sanitária de combate às principais doenças da capital federal: febre amarela, peste bubônica e varíola. Para isto, adotou métodos como o isolamento dos doentes, a notificação compulsória dos casos positivos, a captura dos vetores – mosquitos e ratos, e a desinfecção das moradias em áreas de focos. Utilizando o Instituto Soroterápico Federal como base de apoio laboratorial e científica, deflagrou campanhas de saneamento e em poucos meses a incidência de peste bubônica diminuiu com o extermínio dos ratos, cujas pulgas transmitiam a doença. Entre 1905 e 1906, empreendeu uma expedição a 30 portos marítimos e fluviais de Norte a Sul do país para estabelecer um código sanitário com regras internacionais. A luta contra as doenças ganhou reconhecimento internacional em 1907, quando recebeu a medalha de ouro no 14º Congresso Internacional de Higiene e Demografia de Berlin, na Alemanha. Reformou ainda o Código Sanitário e reestruturou todos os órgãos de saúde e higiene do país. Em 1908 o sanitarista foi recepcionado como herói nacional e no ano seguinte deixou a Diretoria Geral de Saúde Pública, passando a se dedicar apenas ao Instituto de Manguinhos, que foi renomeado com o seu nome, Instituto Oswaldo Cruz. Lançou importantes expedições científicas que possibilitaram diversas contribuições cientificas, como a descoberta da doença de Chagas em 1909 por Carlos Chagas, e diversos outros estudos pelo país. Em 1913, foi eleito para a Academia Brasileira de Letras. Em 1915, por motivos de saúde, abandonou a direção do Instituto Oswaldo Cruz e se mudou para Petrópolis. Eleito prefeito daquela cidade, traçou vasto plano de urbanização, que não pode ver construído. Sofrendo de insuficiência renal, faleceu em 11 de fevereiro de 1917, com apenas 44 anos.