1932年，刘易斯到英国伦敦经济学院学习经济学，1937年获经济学学士学位，1940年获经济学博士学位并留校任教直至1948年。这是刘易斯学术生涯的第一时期，主要研究一般经济学问题，涉及工业组织及一般经济学问题。这一时期的研究为他以后对经济发展问题的探讨打下了坚实的基础。
同时，由于他是黑人，受到过种种不公正的待遇，所以具有反帝国主义的思想，关心与同情贫穷国家的人民。在政治上他倾向于对英国殖民政策持批评态度的费边社和工党。刘易斯从来就不是一个推崇自由放任政策的经济学家，他的《经济计划原理》是为费边社撰写，以解决混合经济的问题的。这种态度影响了他一生的研究与工作。
1948年，刘易斯到曼彻斯特大学担任斯坦利·杰文斯政治经济学讲座教授。1943年，刘易斯曾被英国政府任命为英国殖民地经济顾问委员会的负责人，对英国殖民地的经济问题进行过深入研究。这正是他经济发展研究的开始。到曼彻斯特大学以后，他的研究就集中于经济发展问题。他的工作既有理论研究又有实际工作。
在理论方面，刘易斯最重要的研究成果是1954年发表于《曼彻斯特学报》的《劳动无限供给条件下的经济发展》。这篇文章提出了用以解释发展中国家经济问题的著名的“二元”模式，这个“二元”模式在经济学界引起广泛争论，也是他获得诺贝尔经济学奖的主要原因。1955年他出版了《经济增长理论》一书，对经济发展的相关问题进行了广泛而深入的分析，至今仍被认为是“第一部简明扼要地论述了经济发展问题的巨著”。刘易斯还写了许多总结各国经济发展中经验与教训的著作与论文。
在实践方面，他担任了各种职务，为发展中国家的经济发展出谋划策，比较重要的有1951年任联合国总部不发达国家专家小组成员，1957～1959年任加纳共和国总理经济顾问，1959～1960年任联合国特别基金的代理人，1959～1963年任西印度大学第一副校长，1970～1973年任加勒比地区开发银行第一总裁。由于这些贡献，刘易斯在1963年被英国女王晋封为勋爵。
1963年，刘易斯应邀到美国普林斯顿大学任教。从1968年起他在该校公共和国际事务的伍德罗·威尔逊学院担任詹姆斯·麦迪逊政治经济学讲座教授，并兼任协调发达国家与发展中国家关系的联合国皮尔逊委员会成员。这一时期，他主要研究国际经济关系，重点是发展中国家与发达国家国际经济关系的历史演变。
1986年，刘易斯从普林斯顿大学退休，住在巴巴多斯岛上，住所就在西印度大学的科维·希尔校园附近。在这里他继续从事经济发展问题的研究，并为各国提供发展指导。1991年，刘易斯在他的住所去世。
