Zdeněk Hostomský vystudoval biochemii na Přírodovědecké fakultě a dějiny filosofie na Filozofické fakultě Univerzity Karlovy. Následně působil v Ústavu molekulární genetiky, kde se zabýval genovým inženýrstvím a kde také v roce 1983 obdržel titul CSc. V roce 1985 odjel do USA na roční stáž v Caltechu. V roce 1987 pak do USA emigroval a pracoval pro společnosti Agouron Pharmaceuticals, Warner Lambert a nakonec Pfizer, kde se v roce 2000 stal výkonným ředitelem Výzkumného centra rakoviny. V letech 2012–2022 působil jako ředitel ÚOCHB. Po skončení jeho mandátu mu byla udělena pozice Honorary Chair.