ولد زويل في 26 فبراير/ شباط 1946 بمدينة دمنهور، التي تبعد 160 كيلومترا شمال غربي العاصمة المصرية القاهرة. والتحق بكلية العلوم بجامعة الإسكندرية وحصل على بكالوريوس العلوم في الكيمياء عام 1967، وعمل معيدا بالكلية ثم حصل على درجة الماجستير عن بحث في علم الضوء.

ثم انتقل زويل بعد ذلك إلى الولايات المتحدة في منحة دراسية وحصل على درجة الدكتوراه من جامعة بنسلفانيا في علوم الليزر، ثم عمل باحثاً في جامعة كاليفورنيا خلال الفترة بين عامي 1974 و1976، قبل أن ينتقل إلى العمل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك).

وحصل العالم المصري على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1999 عن أبحاثه في مجال "كيمياء الفيمتو"، وهي تكنولوجيا لتصوير التفاعلات بين الجزيئات باستخدام أشعة الليزر، ليصبح أول عالم مصري وعربي يفوز بجائزة نوبل في الكيمياء.

وفي نفس العام، منحه الرئيس المصري السابق حسني مبارك قلادة النيل، وهي أرفع وسام مصري.

  زويل يتسلم جائزة نوبل في الكيمياء من ملك السويد عام 1999

وفي عام 2009 عينه الرئيس الأميركي باراك أوباما في المجلس الاستشاري الرئاسي في البيت الأبيض. وفي نوفمبر/تشرين الثاني من نفس العام، عين كأول مبعوث علمي للولايات المتحدة إلى دول الشرق الأوسط.

ودعا زويل إلى تكوين قاعدة علمية متكاملة في مصر لتطوير البحث العملي والتعليم، وأطلق مشروع المدينة التكنولوجية التي تحمل اسمه، لكن المشروع تأخر كثيرا بسبب خلافات قانونية.

وكتب زويل نحو 600 مقال علمي و16 كتابا، من بينها "رحلة عبر الزمن ..الطريق إلى نوبل"، و"عصر العلم" عام 2005، و"حوار الحضارات"، عام 2007.

وفي عام 2014، كتب زويل مقال رأي لصحيفة "لوس أنغلوس تايمز" حث فيه الولايات المتحدة على تجنب قطع المساعدات الأمريكية عن مصر بعد إطاحة الجيش بالرئيس المنتخب محمد مرسي من سدة الحكم.

  زويل يتسلم قلادة النيل من الرئيس المصري الأسبق حسني مبارك

وأصيب زويل بورم سرطاني في النخاع الشوكي وأعلن في وقت سابق أنه تخطى المرحلة الحرجة من مرضه. لكن شريف فؤاد المتحدث الإعلامي باسم زويل قال إن سبب الوفاة غير معروف، سواء كان السرطان أم أي شيء أخر.

وقال فؤاد للتلفزيون المصري إن زوجة زويل "أبلغتنا الآن أن وصية الدكتور أن ينقل جثمانه إلى مصر وأن يوارى الثرى هناك."

وذكر التلفزيون المصري أن إجراءات نقل جثمان العالم الشهير إلى مصر قد بدأت بالفعل.