Estudió en la universidad de Princeton donde se graduó en 1924, se doctoró tres años mas tarde. Su doctorado fue revisado por Veblen. Church estuvo un año en la Universidad de Harvard y otro año en la Universidad de Göttingen. Volvió a los Estados Unidos y fue profesor de matemáticas en Princeton en 1929, puesto que mantuvo hasta 1967 cuando fue profesor de matemáticas y filosofía en California.
Su trabajo es de los mas importantes en la matemática lógica, teoría de recursión e informática teórica. Creó el lambda cálculo en los años 30 y todavía es una herramienta de valor indescriptible para los informáticos.
Es recordado por su Teorema de Church (1936), en el que demostró que no hay un procedimiento de decisión para la aritmética. Este apareció en An unsolvable problem in elementary number theory publicado en el American Journal of Mathematics 58 (1936). Su trabajo se extendió al de Gödel.
Church fundó el Journal of Symbolic Logic en 1936 y continuó como editor hasta 1979. Escribió el libro Introduction to Mathematical Logic en 1956.
Tuvo 31 estudiantes doctorales incluyendo Turing, Kleene, Kemeny y Smullyan.
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