Ο Αθανάσιος Φωκάς αποφοίτησε πρώτος από την Αεροναυπηγική του Imperial College και έκανε διδακτορικό στα Εφαρμοσμένα Μαθηματικά στο Πανεπιστήμιο Caltech. Παρόλο που αποφοίτησε μεταξύ των πρώτων από την Ιατρική του Πανεπιστήμιου του Miami, αποφάσισε να επιστρέψει στα Μαθηματικά.

Το 1995 ανέλαβε την έδρα των Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Imperial College και το 2002 την έδρα Μη Γραμμικής Επιστήμης του Πανεπιστημίου Cambridge. Το 2015, το University of Southern California τον ανακήρυξε επισκέπτη καθηγητή. Το 2000 τιμήθηκε με το βραβείο Naylor που είναι το πιο σημαντικό βραβείο για Εφαρμοσμένα Μαθηματικά και τη Μαθηματική Φυσική στο Ηνωμένο Βασίλειο.

Έχει βραβευθεί με το Αριστείο της Ακαδημίας Αθηνών, με το Αριστείο του Ιδρύματος Μποδοσάκη, έχει παρασημοφορηθεί από τον Πρόεδρο της Ελληνικής Δημοκρατίας και είναι μέλος διάφορων Ακαδημιών, συμπεριλαμβανομένης και της Ακαδημίας Αθηνών. Έχει ανακηρυχθεί Επίτιμος Διδάκτορας οχτώ πανεπιστημίων και είναι εταίρος του Ιδρύματος Guggenheim.