Holen ble cand.psychol. i 1972 og cand.med. i 1978, og har også studert sanskrit i tre år. Han ble dr.med. i 1990 på avhandlingen A long-term outcome study of survivors from a disaster: The Alexander L. Kielland disaster in perspective og er spesialist i psykiatri. Han er nasjonalt og internasjonalt kjent for sine arbeider innen stress- og katastrofeforskning.
Holen avtjente en del av militærtjenesten som militærlege ved det nyetablerte Kontoret for katastrofepsykiatri ved Forsvarets sanitet, der han senere var ansatt i ulike forskerstillinger i 1980- og 1990-årene.[1] Han var universitetslektor i psykiatri ved Universitetet i Oslo 1984–1990 og forsker ved Langley Porter Psychiatric Institute ved University of California, San Francisco 1991–1992. Han ble førsteamanuensis i medisinske adferdsfag ved Universitetet i Trondheim i 1993, der han senere ble professor.
^Arne Sund (2008). «Noen sentrale medarbeidere i faget katastrofepsykiatri». Historien om katastrofepsykiatrien som nytt fagområde i Norge. Sessvollmoen: Forsvarets sanitet. s. 136. ISBN9788299240963.
