截止至2019年10月，芝加哥大學的校友、教職工和研究人員中，曾產生過100位諾貝爾獎得主（請參考各大學諾貝爾獎得主列表）、位列世界第四，以及9位菲爾茲獎得主和4位圖靈獎得主。截止2018年，15位教授榮獲過美國國家科學獎章，現任教授中有超過60位美國國家科學院、國家工程院和國家醫學院院士。
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學術界（自然科學）
陳省身，著名數學家、20世紀微分幾何之父，曾長期擔任芝加哥大學數學教授。
安德烈·韋伊，著名數學家、布爾巴基小組創辦者之一，曾在芝加哥大學任教。
桑德斯·麥克萊恩，著名數學家、范疇論創始人之一，芝加哥大學教授，曾獲芝加哥大學碩士學位。
恩里科·費米，著名物理學家、“原子能之父”、1938年諾貝爾物理學獎得主、芝加哥大學教授，為紀念他，芝加哥大學專門成立了恩里科·費米研究所。
詹姆斯·弗蘭克，著名物理學家，以“弗蘭克-赫茲實驗”聞名，1925年諾貝爾物理學獎得主、芝加哥大學教授，為紀念他，芝加哥大學成立了詹姆斯·弗蘭克研究所。
愛德華·泰勒，著名物理學家、“氫彈之父”，曾在芝加哥大學任教。
阿瑟·康普頓，著名物理學家，1927年諾貝爾物理學獎得主、康普頓效應的發現者，曾長期擔任芝加哥大學教授，芝加哥大學冶金實驗室主任。
羅伯特·密立根，著名物理學家，因在芝加哥大學進行了油滴實驗而獲得1923年諾貝爾物理學獎，芝加哥大學教授。
阿爾伯特·邁克耳孫，著名物理學家，首先進行光速的測量、獲得1907年諾貝爾物理學獎，芝加哥大學物理系第一任主任。
利奧·西拉德，核物理學家，1933年提出了核鏈式反應，1939年與阿爾伯特·愛因斯坦致信美國總統羅斯福（愛因斯坦—西拉德信），促成曼哈頓計劃。
華人物理學家李政道、楊振寧、崔琦曾獲得諾貝爾物理獎，他們均從芝加哥大學物理系獲得博士學位。
埃德溫·哈勃，世界著名天文學家、星系天文學之父，哈勃望遠鏡以其命名，獲芝加哥大學天文學博士。
卡爾·薩根，天文學家、科普作家，獲芝加哥大學本科、碩士及博士學位。
華人物理學家葉企孫、周培源、吳有訓以及華人氣象學家郭曉嵐、葉篤正曾在芝加哥大學求學。
威拉得·利比，1960年諾貝爾化學獎得主，在芝加哥大學任教期間利用碳14發明了放射性碳定年法。
李遠哲，華裔化學家、1986年諾貝爾化學獎得主，曾在芝加哥大學任教。
詹姆斯·杜威·沃森，1962年諾貝爾生理學或醫學獎得主、DNA雙螺旋結構發現者、二十世紀分子生物學領軍人物，芝加哥大學本科畢業。
喬治·比德爾，1958年諾貝爾生理學或醫學獎得主、遺傳學家，曾擔任芝加哥大學第7任校長。
華人醫學家吳階平、丁光生、俞靄峰、盧于道均曾在芝加哥大學求學或工作。
羅伯特·弗洛伊德，計算機科學家、1975年圖靈獎得主，芝加哥大學本科畢業。
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學術界（人文社科）
米爾頓·弗里德曼，芝加哥大學經濟學教授、芝加哥經濟學派領軍人物、貨幣學派的代表人物，1976年諾貝爾經濟學獎得主、1951年約翰·貝茨·克拉克獎得主，被廣泛譽為二十世紀最具影響力的經濟學家和學者之一，代表作包括《資本主義與自由》。
保羅·薩繆爾森，1935年從芝加哥大學本科畢業，1970年諾貝爾經濟學獎得主、1947年約翰·貝茨·克拉克獎得主，新古典綜合學派的創始者之一、鹽水學派代表人物之一，其著作《經濟學》（Economics ）是經濟學的經典教材。
喬治·斯蒂格勒，芝加哥大學經濟學教授、芝加哥經濟學派代表人物之一（第二代），1982年諾貝爾經濟學獎得主。
羅納德·科斯，法律經濟學創始人之一、芝加哥大學教授，芝加哥經濟學派成員（第二代），1991年諾貝爾經濟學獎得主。
理查德·波斯納，被廣泛譽為歷史上最具影響力的法學家之一、歷史上文章被引用量最高的法學學者，法律經濟學的創始人之一，美國聯邦第七巡回上訴法院法官、前首席法官，長期在芝加哥大學法學院任教。
亞倫·戴雷科特，法律經濟學奠基人、芝加哥大學教授，芝加哥經濟學派早期成員。
蓋瑞·貝克，芝加哥大學教授，第三代芝加哥經濟學派領軍人物、法律經濟學的重要人物，1992年諾貝爾經濟學獎得主。
尤金·法馬，芝加哥大學教授，第三代芝加哥經濟學派代表人物，2013年諾貝爾經濟學獎得主。
拉爾斯·彼得·漢森，芝加哥大學教授，第三代芝加哥經濟學派代表人物，2013年諾貝爾經濟學獎得主。
弗里德里?！す?，芝加哥大學教授、奧地利經濟學派代表人物，1947年創立朝圣山學社，1974年諾貝爾經濟學獎得主，被廣泛譽為二十世紀最具影響力的經濟學家及社會思想家之一，著有《通往奴役之路》、《致命的自負》、《自由秩序原理》等等。
司馬賀，經濟學家、計算機學家、1978年諾貝爾經濟學獎得主、1975年圖靈獎得主，獲得芝加哥大學本科、博士學位。
華人經濟學家鄒至莊、林毅夫均從芝加哥大學畢業。
約翰·杜威，著名哲學家、教育家、心理學家，美國二十世紀上半葉最知名的學者之一，原芝加哥大學教授，曾擔任哲學系、心理系主任，教育學院院長。在芝加哥大學任教期間，他創立了芝加哥大學附屬實驗學校，并擔任校長。
伯特蘭·羅素，著名哲學家，1950年諾貝爾文學獎得主，曾在芝加哥大學任教。
夏含夷，東亞語言與文化系漢學家，任芝大Lorraine J. and Herrlee G. Creel講座教授。
查良釗，教育家，畢業于芝加哥大學教育學院。
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律政界
貝拉克·奧巴馬，第44任美國總統，從1992年到2004年在芝加哥大學法學院教授憲法。
伯尼·桑德斯，美國總統候選人、無黨派領袖、參議員，獲芝加哥大學本科學位。
保羅·沃爾福威茨，前世界銀行行長、美國前國防部副部長，獲芝加哥大學政治學碩士及博士學位
彼得·喬治·彼得森，前美國商務部部長、黑石集團聯合創始人、前雷曼兄弟CEO，獲芝加哥大學工商管理碩士（MBA）。
約翰·保羅·史蒂文斯，美國最高法院大法官，獲芝加哥大學本科學位。
安東寧·斯卡利亞，美國最高法院大法官，曾任教于芝加哥大學。
艾蕾娜·卡根，美國最高法院大法官，曾任教于芝加哥大學。
理查德·波斯納，被廣泛譽為歷史上最具影響力的法學家之一、歷史上文章被引用量最高的法學學者，法律經濟學的創始人之一，美國聯邦第七巡回上訴法院法官、前首席法官，長期在芝加哥大學法學院任教。
杰弗里·帕爾默，前新西蘭總理，芝加哥大學法律博士（J.D.）。
連戰，中華民國副總統，芝加哥大學政治學博士，曾擔任擔任臺灣芝加哥大學校友會榮譽會長。
嚴景耀，中國民主促進會創始人、社會學家，獲芝加哥大學博士學位。
梅汝璈，著名法學家、律師，曾任遠東國際軍事法庭法官，獲芝加哥大學法律博士學位（J.D）。
林孝信，保釣運動健將，曾在芝加哥大學攻讀物理學博士。
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商業界
詹姆斯·麥肯錫，麥肯錫公司創始人、芝加哥大學教授。
拉里·埃里森，甲骨文公司創始人、芝加哥大學校友。
榮·科贊，前高盛集團CEO、前新澤西州州長、參議員，芝加哥大學MBA。
彼得·喬治·彼得森，黑石集團聯合創始人、前雷曼兄弟CEO、前美國商務部部長，獲芝加哥大學工商管理碩士（MBA）。
亞當·席爾瓦（蕭華），NBA總裁、芝加哥大學法律博士。
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文體界
索爾·貝洛，美國著名作家、1976年諾貝爾文學獎得主，芝加哥大學校友。
蘇珊·桑塔格，美國著名作家、評論家，芝加哥大學本科畢業。
穆旦，詩人、文學家，九葉詩派成員，芝加哥大學碩士。
朱湘，作家、詩人，新月派重要作家，芝加哥大學校友。