1908. gadā absolvējis Minhenes Universitāti. Pēc tam pasniedzis fiziku Cīrihē, Utrehtā, Getingenē un Leipcigā. 1935. gadā kļuvis par Ķeizara Vilhelma institūta Berlīnē direktoru. Amatā bijis līdz 1940. gadam. Divus mēnešus pirms Vācijas iebrukuma Nīderlandē 1940. gadā Debajs devās uz Itaku ASV sniegt lekciju Kornela Universitātē, viņš palika tur līdz 1950. gadam, kad pameta Ķīmijas departamenta direktora amatu.