Titulaire d'un doctorat d'État en sciences pharmaceutiques de l'Université catholique de Louvain (Belgique), Patrick Couvreur est professeur de pharmacotechnie et biopharmacie à la faculté de pharmacie de l'Université Paris-Sud depuis 1984. En 2009-2010, il est professeur au Collège de France, titulaire de la chaire d'innovation technologique.

Patrick Couvreur a rédigé La Lettre des thérapies innovantes, n° 1 (février 2009), consacrée aux nanotechnologies dans la conception de nouveaux médicaments.

Il dirige l'UMR CNRS 8612 (Physico-chimie, pharmacotechnie et biopharmacie) depuis 1997.

Patrick Couvreur a fondé en 1999 l'école doctorale « Innovation thérapeutique » qu'il a dirigée jusqu'en 2006. Depuis 2005, il est également responsable de la thématique « Médicament » du pôle de compétitivité mondiale MEDICEN Paris Région, spécialisé dans les hautes technologies pour la santé et les nouvelles thérapies.

Les recherches réaliséespar Patrick Couvreur sont situées à l'interface entre la physico-chimie des colloïdes, la chimie des polymères, la pharmacie galénique et la pharmacologie expérimentale visant à concevoir de nouveaux systèmes d'administration et de vectorisation des médicaments (« nanomédicaments »). Ces travaux ont fait l'objet de 344 publications internationales, 109 articles et chapitres d'ouvrages, 50 brevets, 192 conférences sur invitation et 55 directions de thèses de doctorat.

Patrick Couvreur est à l'origine des découvertes suivantes :
- utilisation des nanotechnologies pour la délivrance intracellulaire de médicaments (1977) ;
- nanoparticules biodégradables à usage humain (1978) ;
- utilisation de nanocapsules pour l'administration orale d'insuline (1988) ;
-  contournement par les nanoparticules, in vitro et in vivo, de la résistance mdr aux anticancéreux (1997, avec essais ciniques en 2005) ;
- utilisation de nanoparticules pour le guidage magnétique de médicaments dans l'organisme (1983, 2008) :
- découverte de nouveaux matériaux pour la vectorisation (2003, 2008) ;
-  nanomédicaments pour le cerveau (2002) ;
- nanomédicaments pour la voie oculaire (2002) ;
- cubosomes (2005) ;
- découverte de nouveaux nanomédicaments anticancéreux et antiviraux  par squalénisation d'analogues nucléosidiques (2005).

Afin de valoriser ses recherches, Patrick Couvreur a créé en 1997 la société Bioalliance, pour développer les nanoparticules de polyalkylcyanoacrylate chargées en doxorubicine (essai clinique de phase II/III). En 2007, il fonde  Medsqual, dont la vocation est d'amener en clinique un certain nombre de nanomédicaments issus du procédé de « squalénisation ».

Membre de l'Académie des technologies et de l'Académie nationale de pharmacie, il est également correspondant étranger de l'Académie royale de médecine (Belgique).

Patrick Couvreur est le lauréat de très nombreux prix et récompenses scientifiques :
- lauréat du prix des Assurances générales de France (1981) ;
- lauréat du prix Alvarenga de l'Académie royale de médecine de Belgique (1983) ;
- lauréat du prix Quinquennal (1984-1989) des sciences pharmaceutiques et thérapeutiques, Académie royale de médecine de Belgique ;
- Forcheimer Fund of Israël (1990) ;
- lauréat du Young Investigator Award for Excellence in Research de la Controlled Release Society» (États-Unis) (1990) ;
- Pharmaceutical Scientist of the Year 1996 de l'International Pharmaceutical Federation (FIP) (Jérusalem, 1996) ;
- 1998 Glaxo Wellcome International Achievement Award ;
- prix de l'Innovation et du Transfert de technologie décerné par «Paris Ile-de-France-Capitale économique» pour la création de Bioalliance (1999) ;
- prix Barré 2003 de l'université de Montréal (Canada) ;
- 2004 Pharmaceutical Sciences World Congress Award (Kyoto, Japon) ;
- lauréat 2006 du 8e concours national d'aide à la création d'entreprises de technologies innovantes (Medsqual) ;
- Host Madsen Medal 2007 (Fédération internationale pharmaceutique) ;
- lauréat du Grand Prix de l' innovation du jury de L'Usine nouvelle ;
- Marie-Maurice Janot Lecture 2008 (prix décerné par l'APGI).

Principales publications :

1. De Kozak Y, Andrieux K, Villaroya H, Klein C, Thillaye-Goldenberg B, Naud M-C, Garcia E, Couvreur P, Europ. J. Immunol, 34, 3702-3712 (2004)
2. Barraud L, Merle P, Soma E, Lefrançois L, Guerret S, Chevallier M, Dubernet C, Couvreur P, Trépo C, Vitvitsk L. J. Hepathology, 42, 736-743 (2005)
3. Garcia-Garcia E, Gil S, Andrieux K, Desmaele D, Nicolas V, Taran F, Georgin D, Andreux JP, Roux F, Couvreur P. Cell. Mol. Life Sci., 62, 1400-1408 (2005)
4. Di Marco M, Port M, Couvreur P, Dubernet C, Ballirano P, Sadun C. J. Am. Chem. Soc., 128, 10054-10059 (2006)
5. Couvreur P, Stella B, Harivardhan Reddy L, Hillaireau H, Dubernet C, Desmaële D,  Lepêtre-Mouelhi S, Rocco F, Dereuddre-Bosquet N, Clayette P, Rosilio V, Marsaud V, Renoir M, Cattel L Nano Letters, 6, 2544-2548 (2006)
6. Kim HR, Andrieux K, Delomenie C, Chacun H, Appel M, Desmaele D, Taran F, Georgin D, Couvreur P, Taverna M. Electrophoresis, 28, 2252-2261 (2007)
7. Angelov B, Angelova A, Garamus VM, Lebas G, Lesieur S, Ollivon M, Funari SS, Willumeit R, Couvreur P.  J. Am. Chem. Soc., 129, 13474-13479 (2007)
8. Couvreur P, Harivardhan Reddy L., Mangenot S, Poupaert  JH., Desmaële D, Lepêtre-Mouelhi S, Pili B, Bourgaux C, Amenitsch H., Ollivon M. Small, 4, 247 - 253 (2008)
9. Harivardhan Reddy, L., Marque P-E , Dubernet C, Lepêtre Mouelhi S., Desmaële D., Couvreur P. J. Pharm. Exp. Therapeut.., 325, 484-490 (2008)
10. Bekkara-Aounallah F, Gref R, Othman M, Harivardhan Reddy H, Pili B, Allain V, Bourgaux C, Hillaireau H, Lepetre-Mouelhi S, Desmaele D, Nicolas J, Chafi N, Couvreur P. Adv. Funct. Mater. 18, 1-11 (2008)