Katzir werd geboren in Oekraïne. Hij veranderde in 1973 zijn achternaam Katchalski in de Hebreeuwse naam Katzir, nadat hij was verkozen tot president. In de wetenschappelijke gemeenschap is hij echter onder zijn oude naam bekend gebleven.
Na een onderzoeksperiode buiten Israël, keerde hij terug en werd hoofd van de faculteit van biofysica aan het Weizmann Instituut van Wetenschappen in Rehovot. In de Arabisch-Israëlische Oorlog van 1948 was hij daar hoofd van een afdeling voor biologische oorlogvoering. Hij ontwikkelde een blindmakend middel dat, zo liet hij aan David Ben Goerion weten, op dieren werkte. Hij stelde Ben Goerion voor het in de oorlog te gebruiken[2]. 1966 werd hij hoofdwetenschapper in het Israëlisch defensieleger.
Tijdens het presidentschap van Katzir vond in 1973 de Jom Kipoeroorlog plaats.
Enkele maanden later[3] liet hij - in een gesprek met een Internationale groep wetenschapsjournalisten - weten dat zijn land over een "nucleaire capaciteit beschikte". Op een vraag van een van hen of hij zich daar geen zorgen over maakte, antwoordde hij:"Waarom zouden wij ons daar zorgen over maken? Laat de wereld dat doen!"[4].
Onder zijn presidentschap kwam voor het eerst in de Israëlische geschiedenis rechts aan de macht onder leiding van Menachem Begin. Toch kwam in die periode het vredesproces tussen Israël en zijn buurlanden op gang. In november 1977 was Katzir gastheer van de Egyptische president Anwar Sadat tijdens diens historische bezoek.