Окончил Кембриджский университет в 1963 году. Доктор философии с 1969 года. В 1966—1978 годах на исследовательской и преподавательской работе на кафедре анатомии и эмбриологии в Университетском колледже в Лондоне. В 1978—1999 годах — работал на кафедре генетики Кембриджского университета. с 1999 года — профессор генетики млекопитающих и директор школы биологических наук Кардиффского Университета.
Исследования Эванса по преимуществу посвящены изучению свойств эмбриональных стволововых клеток.
В 2004 году посвящен королевой Елизаветой II в рыцари за заслуги перед медициной. В 2007 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. В 2009 году удостоен медали Копли.