С 1972 г. Оппенгеймер работал клиническим педиатром в Малайзии, Непале и Папуа Новой Гвинее. С 1979 г. он переключился на медицинские исследования и преподавания, занимал должности в Ливерпульской школе тропической медицины, Оксфордском университете, в ряде исследовательских учреждений в Кении и Малайзии.
В 1990—1994 гг. работал руководителем клинической службы Департамента педиатрии Китайского университета в Гонконге, а в 1994—1996 — старшим специалистом-педиатром в Брунее.
Оппенгеймер возвратился в Англию в 1996 году, где начал карьеру исследователя и научно-популярного писателя по доисторическому периоду. В его книгах вопросы генетики рассматриваются в связке с археологией, лингвистикой и фольклором.
На основании одной из книг Оппенгеймера был снят документальный фильм (2002).
В этой книге, опубликованной в 2004 г., изложена гипотеза Оппенгеймера о том, что современные люди мигрировали из Восточной Африки в виде одной волны переселенцев, состоявшей из нескольких сот человек. Эта единственная группа переселенцев, по его мнению, положила начало всем неафриканским народам и большинству народов северной Африки, которые распространились на огромную территорию.
В книге Eden in the East: The Drowned Continent of Southeast Asia, опубликованной в 1998 году, Оппенгеймер излагает гипотезу о том, что жители Евразии имеют южноазиатское происхождение.
Книга The Origins of the British (2006, новая редакция 2007) вышла почти одновременно с книгой Б. Сайкса, излагавшей альтернативную, но во многом сходную теорию происхождения жителей Британских островов.
Оппенгеймер приводит подробное деление гаплогруппы R1b на субклады («кланы»), однако не даёт им определений.