Rüsselsheim-ben született 1911. december 29-én, a lipcsei és a kieli egyetemen tanult fizikát és matematikát. 1930-ban belépett a Német Kommunista Pártba, majd a nácik 1933-as hatalomra jutása után elmenekült Nagy-Britanniába. Az Edinbugh-i Egyetemen fejezte be tanulmányait és szerzett doktorátust. Német állampolgársága miatt a II. világháború elején rövid időre internálták. Amikor szabadon engedték, bekapcsolódott az atombomba kutatásába a Birminghami Egyetemen. 1942-ben brit állampolgár lett. Mikor felismerte, hogy kutatásai milyen fontosak, elkezdett tudományos titkokat kiadni a Szovjetuniónak. 1943-ban az Egyesült Államokba került, ahol Los Alamosban részt vett az atombomba előállításában. Az itt szerzett elméleti és gyakorlati információkat is továbbította a szovjeteknek. Tevékenysége révén a szovjet atombomba legalább egy évvel hamarább készült el. Fuchs a háború után visszatért Angliába, s a harwelli brit atomkutató intézet fizikai részlegének vezetője lett. 1950-ben fény derült kémtevékenységére és letartóztatták. Pere során beismerte, hogy 1943 óta adott át atomtitkokat a Szovjetuniónak, ezért 14 évi börtönre ítélték. Miután 1959-ben szabadult, Kelet-Németországba ment, ahol állampolgárságot kapott és a Drezda melletti, rossendorfi nukleáris kutatóintézet igazgatóhelyettese lett. Továbbra is elkötelezett kommunista maradt, s számos állami, párt- és tudományos kitüntetést kapott.