Il a reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 1974, en compagnie d'Albert Claude et de George E. Palade, pour avoir décrit la structure et la fonction des organelles -LRB- lysosomes et peroxisomes -RRB- dans les cellules biologiques.
En 1974, Duve remporte le prix Nobel de physiologie ou de médecine pour avoir décrit la structure et la fonction des lysosomes et des peroxysomes dans la cellule.