1986年、1987年和1988年，陶哲轩三次成为国际数学奥林匹克最年轻的参赛者，依次赢得铜牌、银牌和金牌。他未到13岁就赢得金牌的纪录至今没有人打破。

　　１９８９年至１９９２年，他在澳大利亚的弗林德斯大学获得数学学士学位；１９９２年，他前往美国普林斯顿大学学习；１９９６年，年仅２１岁时即获得博士学位。２４岁时，他受聘于加利福尼亚大学洛杉矶分校，担任教授。

　　陶哲轩此前获得多个学术大奖，2000年获颁塞勒姆奖，2002获颁博谢纪念奖，2003年获颁克雷研究奖，以表扬他对分析学的贡献。2005年，他获得利瓦伊·L·科南特奖。2004年，本·格林和陶哲轩发表一篇论文预印稿，宣称证明存在任意长的素数等差数列。这曾经让数学家困惑了几百年。

　　普林斯顿大学的菲尔茨奖获得者查尔斯·费弗曼回忆，“神童”陶哲轩12岁时被父亲领到普林斯顿大学接受考试。“我当时认为他比我遇到的其他神童多一点优势，现在看来是多很多。”他说。

　　现在，陶哲轩被看作世界上最强大的“数学智囊”，他的学术研究涉及多个领域，包括调和分析、偏微分方程、组合数学、分析数论和表示论。

　　最为突出的是，陶哲轩是一个优秀的团队合作者。费弗曼称，陶哲轩经常召集世界级的团队攻克难题，努力发挥每一个合作者的优势。“这是一种罕见的能力。”他说。数学家们争先让陶哲轩对他们研究的问题产生兴趣，他正在变成拯救失败研究的“救火员”。“如果你在一个问题上卡住了，其中一个办法是让陶哲轩对它感兴趣。”费弗曼说。