Американский физик, член Национальной АН. Родился в Сент-Луисе. Окончил Принстонский университет (1939 г.), в 1941 г. получил степень доктора философии Рочестерского университета. В 1941- 1946 гг. работал в Массачусетсском технологическом институте. С 1946 г.-в Принстонском университете (с 1957 г.- профессор).

Научные работы в области теории относительности, гравитации, космологии, астрофизики, атомной спектроскопии, квантовой физики, радиофизики, квантовой электроники. Известен как экспериментатор и теоретик. Разработал в 1961 г. скалярно-тензорную теорию тяготения (теория Бранса - Дикке) и показал ее связь с общей теорией относительности. Выдвинул гипотезу о том, что гравитационная постоянная изменяется со временем. В 1961 г. провел эксперимент по доказательству равенства инертной и гравитационной масс с точностью до 10^-11. Измерил форму Солнца с точностью выше 10^-4 обнаружил его сплющенность. Исходя из этого, исследовал количественную оценку эффекта смещения перигелия Меркурия, предсказанного общей теорией относительности. В 1944 г. изобрел радиометр, являющийся основной частью радиотелескопов. В 1958 г. предложил открытый резонатор для получения квантовой генерации в инфракрасной области спектра.

Работы посвящены также исследованию теплового излучения Вселенной, близко подошел к открытию реликтового излучения.