1907. január 26-án Bécsben született. Apja a Monarchia magyar katonaorvosa, anyja pedig osztrák volt. Apját a hadsereg hamarosan Komáromba vezényelte, és János a középiskolát ott végezte el. 1924-ben a prágai német egyetem orvosi karára iratkozott, és ott doktorált 1929-ben. Egyetemi tanulmányai alatt néhány szemesztert Párizs és Róma egyetemén töltött. Az egyetem után Prágában a kórbonctani intézetben, majd a Kísérleti Kórtani Intézetben dolgozott és szerzett gyakorlatot a kísérleti munkában. Közben vegyészeti diplomát is szerzett.
1931-ben a Rockefeller-alapítvány ösztöndíjasaként az Amerikai Egyesült Államokban, Baltimore-ban a John Hopkins Egyetemen végezte kutatásait, ezután Kanadában a montreali francia McGill Egyetemen lett tanársegéd, majd a biokémia előadója. 1941-ben a szövettani tanszék társprofesszorává választották. 1954-ben az általa alapított Institut de Medicine et de Chirurgie experimentale igazgató tanára lett. Nyugalomba vonulása után haláláig az International Institute of Stress elnökeként dolgozott.
Selye neve elválaszthatatlan a stressz fogalmától. A stressz felfedezésével szerzett világhírt, ami az utóbbi idők biológiai kutatásának egyik legjelentősebb vívmánya, és óriási lökést adott az orvostudomány fejlődésének.
A stressz fogalmát 1936-ban a baltimore-i állatkísérleti kutatásai idején vezette be az orvostudományba és a biológiába a "stressz szindrómával" foglalkozó úttörő cikkében, amelyet az egyik legtekintélyesebb tudományos folyóiratban, a londoni "Nature"-ben tett közzé. Selye definiciója szerint az "általános alkalmazkodási tünetegyüttes fiziológiai mechanizmus, amely a károsodás, mint olyan, ellen védekezik". Az általa felfedezett jelenségnek később nemzetközi kongresszusokat is szenteltek. Az 1971-es stockholmi nemzetközi stressz-kongresszus meghatározása szerint "a stressz a szervezet nem fajlagos válaszreakciója bármely különböző behatásra mint terhelő ingerre".
Selye az 1950-es évek elején készült el kutatási eredményeinek rendszerezésével és 1956-ban jelent meg összefoglaló műve "The Stress of Life" címen, mely angolul íródott, de hamarosan megjelent, többek között, francia, japán, lengyel, német, olasz, portugál, spanyol, svéd és magyar nyelven is. Magyarul az "Életünk és a stressz" címmel jelent meg és hét kiadást ért meg. A magyar kiadás előszavában a szerző a következőket írta: "Közvetlenül az első világháború után kerültem külföldre és a tengerentúlra. Életem nagyobb fele Kanadában telt el, és új hazámhoz kapcsolódik tudományos munkásságom is. De most, amikor első magyarul megjelenő könyvemet útjára bocsátom, komáromi gyermekkoromra gondolok, s apám ízes magyar szavára emlékezve nyújtom át ezt a kötetet az olvasónak."
A könyv 1956-ban megjelent angol kiadásától kezdve, melyben egyszerűen és érthetően írja le ennek a bonyolult élettani mechanizmusnak a felfedezését, a világ minden részén jelentős kutatócsoportok kezdtek foglalkozni a stressz kérdésének valamelyik oldalával. Ma már tekintélyes könyvtárat betöltő irodalma van a Selye által kezdeményezett kutatások nyomán világszerte megindult vizsgálatoknak. A stressz kulcsszóval jellemezhető tudományos közlemények száma napjainkban meghaladja a százezret, bizonyítva a Selye által felfedezett probléma rendkívüli tudományos jelentőségét.
Kutatásai az egész világon óriási befolyással voltak nemcsak a szorosan vett endokrinológiai kutatásokra, hanem a klinikai szemléletre is, és ezen keresztül a gyógyító orvostudománynak is nagy lendületet adott. Selye stresszelmélete központi szerepet kapott a pszichoszomatikus orvoslásban, a munkaegészségügyben és a társadalom-orvostudomány-ban, valamint a pszichofiziológiai és immunológiai alapkutatásokban is.
Selye a stressz sokoldalú jelenségének vizsgálata során sokat foglalkozott korunk betegségének, a szívinfarktusnak és a vele összefüggő érelmeszesedés kísérletes tanulmányozásával is. Az alkalmazott kísérleti metodikájára a gyógyszerek enormis túladagolása volt jellemző, melyekkel rendkívüli jelenségeket produkált. Ezek közül a leglátványosabbak az elpáncélosodott bőrű patkányok voltak. Mivel ezek a jelenségek nem vonatkoztathatók közvetlenül az emberi betegségek kialakulásának megértésére, talán megérthető, hogy többszöri jelölés ellenére sem kapott Nobel-díjat.
Selye soknyelvű, nagy műveltségű, színes egyéniségű, egyidejűleg két kézzel rajzolni tudó, szuggesztív hatású előadó volt. A majdnem ezer oldalas, számos képpel illusztrált "Textbook of Endocrinology" című könyve számos elismerést váltott ki. Gazdag irodalmi munkásságából a már említett "Életünk és a stress"-en kívül az "In vivo" és az "Álomtól a felfedezésig" című könyvei is megjelentek magyarul.
A második világégés után többször is járt szülőhazájában és tartott előadásokat a Magyar Tudományos Akadémián. Montrealban hunyt el 1982. október 20-án.