Wolf Frommer beschäftigt sich sowohl mit der Pflanzenbiologie als auch mit der Humanmedizin. Sein Hauptinteresse gilt Transport-Proteinen, insbesondere ihrer Rolle bei der Verteilung von Nährstoffen in Pflanzen. Dafür entwickelte er eine Nanosensor-Technologie, mit der Stoffwechselprozesse in lebenden Organismen untersucht werden können.

Frommer studierte Biologie an der Universität zu Köln, wo er 1987 promoviert wurde. Ab 1990 leitete er eine Forschergruppe am Institut für Genbiologische Forschung in Berlin. 1994 habilitierte er sich an der Freien Universität Berlin und erhielt 1996 den Lehrstuhl für Pflanzenphysiologie an der Universität Tübingen. Dort erhielt er den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis sowie den Körber-Preis und war Gründungsdirektor des Zentrums für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP). 2003 wechselte er  in die USA an die Carnegie Institution in Stanford, wo er 2009 Direktor wurde und eine Professsur an der Stanford University erhielt. Seit 2016 leitet er eine Arbeitsgruppe am renommierten Institute of Transformative Bio-Molecules (ITbM) der Nagoya University in Japan.

Die Alexander von Humboldt-Stiftung wählte Wolf Frommer im Oktober 2016 für die Humboldt-Professur aus. Mit der Professur ist eine Förderung von bis zu fünf Millionen Euro über einen Zeitraum von fünf Jahren verbunden. Damit ist sie der höchstdotierte internationale Forschungspreis Deutschlands. Das Preisgeld soll Spitzenforschern aus dem Ausland eine langfristige Tätigkeit an deutschen Hochschulen ermöglichen. Die Universität Düsseldorf wird die Professur nach Auslaufen der Förderung weiter unterstützen.