В 1929 году закончил Йельский университет. Обучался в Гарвардском университете. Ученик Дж. Биркхофа. Основные вклад Уитни внёс в области алгебраической и особенно дифференциальной топологии. Одним из главных результатов Уитни является знаменитая теорема о вложении общего гладкого многообразия со счётной базой в евклидово пространство не более чем вдвое большей размерности. Также важны его работы о характеристических классах и векторных расслоениях. Уитни был одним из основателей теории особенностей, предвосхитивших теорию катастроф Р. Тома. Внес вклад в дискретную математику (теорию графов).