Pierre Duhem wird 1861 in Paris geboren. Nach dem Studium übernimmt er Lehraufträge für Physik in Lille und Rennes und wird 1894 Professor für theoretische Physik in Bordeaux. Um die Jahrhundertwende verlagert sich sein Forschungsinteresse auf die Wissenschaftstheorie und –geschichte. 1906 erscheint das wissenschaftstheoretische Hauptwerk Ziel und Struktur der physikalischen Theorien im französischen Original. Hierin wird die These aufgestellt, daß die Auswahl einer physikalischen Hypothese abhängig von der geschichtlichen Entwicklung ist, in der der Forscher arbeitet.
Auch in dem zehnbändigen Werk Das Weltsystem, von dem zu Lebzeiten Duhems nur vier Bände erscheinen, wird auf Grundlage eines umfassenden Quellenmaterials das Augenmerk auf die kontinuierliche Prozeßhaftigkeit, in der die Wissenschaftsgeschichte verläuft ohne einen echten Anfangspunkt zu kennen, gelegt. Große Aufmerksamkeit widmet Duhem hierbei dem Mittelalter, das er als den eigentlichen Ursprung der Entstehung der neuzeitlichen Wissenschaft sieht.
Pierre Duhem bleibt bis zu seinem Tod Professor in Bordeaux und stirbt 1916 in Cabrespine.