În 1937 devine licenţiat la Sorbona (istorie), iar în 1940 îşi ia doctoratul în drept la Paris. Avea să reia mai târziu studiile de filozofie la Sorbona, unde obţine în 1972 doctoratul de stat, sub îndrumarea cunoscutului sociolog şi filosof Raymond Aron, cu o teză de filozofie a istoriei. În 1987 a obţinut Diploma Institutului Naţional de Limbi şi Civilizaţii Orientale (INALCO) din Paris.

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial a participat la campania din Basarabia şi Transnistria ca elev-ofiţer de rezervă (iunie-noiembrie 1941), fiind rănit în apropiere de Odessa.

Intrat prin concurs la Ministerul de Externe în mai 1943, este trimis curier diplomatic la Stockholm la 23 august 1944, în legătură cu negocierile de pace cu Uniunea Sovietică. Numit secretar de legaţie la Stockholm, va rămâne în Suedia până în septembrie 1947, după care alege calea exilului în Franţa şi militează în diverse organizaţii din diaspora. A fost secretar general al Comitetului de Asistenţă a Refugiaţilor Români de la Paris, şi a activat la Radio Europa Liberă, Fundaţia Universitară „Carol I”, Casa Românească, etc.

În 1961 a plecat în Africa, în Republica Niger, unde a stat douăzeci şi trei de ani în calitate de consilier diplomatic şi juridic al Ministerului nigerian al Afacerilor Străine (1961-1984), călătorind mult în Africa, Europa şi America. Concomitent a fost şi profesor de drept internaţional şi de istorie economică la Universitatea din Niamey.

Din 1984 a fost secretar general al Casei Româneşti de la Paris, iar după Revoluţia din decembrie 1989 a revenit, în 1990, în România. A fost profesor-asociat la Universitatea din Bucureşti (1991-1998). Este membru de onoare al Institutului de Istorie „A.D.Xenopol” din Iaşi şi al Institutului de Istorie „Nicolae Iorga” din Bucureşti. Neagu Djuvara şi-a lansat, la 26 noiembrie 2011, în cadrul Târgului Gaudeamus, volumul "Răspuns criticilor mei şi neprietenilor lui Negru Vodă", considerat de către public „Cea mai râvnită carte a Târgului”, iar la 10 mai 2012 a fost lansată la standul României de la Salonul Internaţional de Carte de la Torino traducerea în italiană a cărţii sale „Între Orient şi Occident” („Tra Oriente ed Occidente. Gli Stati Romeni agli inizi dell'epoca moderna”).

În 2006 Neagu Djuvara a fost decorat cu Ordinul Naţional „Serviciul Credincios” în grad de Mare Cruce. În 2010 a fost decorat de către ambasadorul Franţei la Bucureşti, Henri Paul, cu ordinul Ordinul Artelor şi Literelor în grad de Ofiţer. La 9 august 2016 istoricului Neagu Djuvara i-a fost conferit Ordinul Naţional „Steaua României" în grad de Cavaler.

La 30 octombrie 2012, a primit titlul de Doctor Honoris Causa al Universităţii din Bucureşti, iar la 5 decembrie 2012, titlul de Doctor Honoris Causa i-a fost atribuit şi de către Universitatea „Dunărea de Jos” din Galaţi. I-a fost decernat Premiul de Excelenţă al celei de-a XVI-a ediţii a Galei Premiilor Radio România Cultural 2016.