Nicolaas Bloembergen quitta les Pays-Bas en 1945 à la suite de la dévastation de l'Europe lors de la Seconde Guerre mondiale pour poursuivre des études universitaires à l'université Harvard. Six semaines avant son arrivée, le professeur d'Harvard Edward Purcell (avec ses étudiants diplômés Torrey et Pound) avait découvert la résonance magnétique nucléaire (RMN). Bloembergen fut engagé pour développer la première machine RMN. Pendant ses études à Harvard, il apprécia les cours professés par Schwinger, Van Vleck et Kemble[Lequel ?]. Sa thèse Relaxation magnétique nucléaire fut soumise à la fois à Leyde, où elle remplit les critères de sélection, et à Harvard. Après un bref emploi postdoctoral avec C. J. Gorter aux Pays-Bas, il rejoignit Harvard comme membre junior de la Société des membres en 1949 et fut nommé professeur associé en 1951.
Bloembergen appartient à la lignée académique de J. J. Thomson, marchant dans les pas d'autres lauréats du Nobel, commençant avec Lord Rayleigh (Nobel de physique en 1904) et J. J. Thomson (Nobel de physique en 1906), poursuivi avec Ernest Rutherford (Nobel de chimie en 1908), Owen Richardson (Nobel de physique en 1928) et finalement le mentor de Bloembergen, Edward Purcell (Nobel de physique en 1952). Les autres influences incluent John Van Vleck (Nobel de physique en 1977) et Percy Bridgman (Nobel de physique en 1946).
(en) Autobiographie sur le site de la fondation Nobel (le bandeau sur la page comprend plusieurs liens relatifs à la remise du prix, dont un document rédigé par la personne lauréate — le Nobel Lecture — qui détaille ses apports)