Laurent Bernheim obtient un titre de docteur en médecine en 1988. Après un stage postdoctoral de trois ans à Seattle dans le domaine de l’excitabilité cellulaire et des canaux ioniques membranaires, il revient en 1991 à la Faculté de médecine de l’Université de Genève où il est d’abord maître-assistant puis maître d’enseignement et de recherche au Département de physiologie. Professeur adjoint au Département des neurosciences fondamentales dès 1991, il est nommé professeur ordinaire en 2007.

Très fortement impliqué dans l’enseignement pré-gradué, il assume de nombreuses fonctions dans ce domaine: président du comité Bachelor, membre du Bureau de la Commission de l’enseignement ainsi que président de la Commission des admissions et équivalences. De plus, il assume la fonction de vice-doyen en charge de l’enseignement pré-gradué de 2010 à 2019. En plus de son engagement fort dans la formation médicale, Laurent Bernheim a dirigé un laboratoire dont le but premier visait à comprendre la régénération du muscle squelettique humain. Il accède à la fonction de professeur honoraire en décembre 2019.