Осаму Симомура родился семье офицера, детство провел в Маньчжурии и Осаке. В годы Второй мировой войны семья Осаму жила в Исахайе — пригороде Нагасаки. В августе 1945 года юноша пережил взрыв атомной бомбы, на несколько недель потерял зрение. Разрушение города, проблемы со здоровьем заставило О. Симамуру прервать свое образование. Тем не менее, со временем он сумел получить диплом о высшем образовании, стал специалистом-биохимиком. В 1956 году Осаму начал работать ассистентом профессора Йосимасы Хираты в Нагойском университете. Особый интерес у него вызвала проблема излучения света некоторыми формами морской жизни. В 1962 году Симомура обнаружил свечение белка медузы вида Aequorea victoria под действием ультрафиолета. Впоследствии выяснилось, что такой белок продуцируется и другими морскими организмами. Молодой ученый выяснил, что световые органы медузы содержат зеленый флуоресцентный белок (Green Fluorescent Protein, GPF). Со временем этот белок стал одним из главных инструментов в микробиологических и генетических исследованиях. Открытие Симомуры и его дальнейшие исследования многочисленных субстратов и ферментов, которые приводят к излучению света, прежде всего биолюминесцентных белков, сделали его ведущим в мире экспертом по люминесцентной химии. В 2008 году Осаму Симомура получил Нобелевскую премию по химии за открытие зеленого флуоресцентного белка.