A svájciZürichben született, a zsidó származású Gustav Bloch és Agnes Mayer gyermekeként. Tanulmányait itt kezdte, majd aZürichi Műszaki Egyetemen folytatta. Kezdetben mérnöknek tanult, de hamarosan átváltott a fizika tanulmányozására. Zürichben folytatott tanulmányai során azETH-banPeter Debye ésHermann Weyl, a szomszédos Zürichi Egyetemen pedigErwin Schrödinger előadásain és gyakorlatain vett részt. Ezeken az előadásokon egyik hallgatótársaNeumann János volt.
1927-ben szerzett diplomát, majd fizikai tanulmányait a Lipcsei Egyetemen folytattaWerner Heisenberg irányításával, ahol 1928-ban megszerezte doktorátusát. A továbbiakban megmaradt az európai akadémiai körökben, ZürichbenWolfgang Paulival, KoppenhágábanNiels Bohrral, RómábanEnrico Fermivel dolgozott, majd visszatért Lipcsébe, ahol magántanárként alkalmazták.
1933-ban, közvetlenül Hitler hatalomra kerülése után elhagyta Németországot, az Amerikai Egyesült Államokba emigrált. 1934-ben aStanford Egyetemen kezdett dolgozni, ahol ő lett az elméleti fizika első professzora. 1939-ben megkapta az Amerikai Egyesült Államok állampolgárságát.
Ez a szócikk részben vagy egészben aFelix Bloch című angol Wikipédia-szócikkezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.