1942-ben született Budapesten. A II. Rákóczi Ferenc Gimnázium diákjaként megnyerte
az Országos Matematikai Tanulmányi Versenyt, második lett az Eötvös Versenyen
és aranyérmes az 1960-ban, Romániában rendezett Nemzetközi Matematikai Diákolimpián.
Az Eötvös Loránd Tudományegyetem fizikus szakán 1965-ben kapott diplomát, majd
a KFKI Szilárdtestfizikai Osztályára került. A neutron-spin-echo jelenségét a
KFKI—AEKI csillebérci kutatóreaktoránál mutatta ki 1972-ben. Az első pontos mérőberendezés
a Laue-Langevin Intézetben (Grenoble) épült meg 1978-ban Rudolf Mössbauer támogatásával,
ami már a neutron-spin-echospektroszkópia megszületését jelentette.
Az eltelt évtizedekben Mezei Ferenc módszerét a világ sok laboratóriumában használják.
Kutatásának jelentőségét jelzi, hogy megkapta a Hewlett—Packard-díjat, ami az
Európai Fizikai Társaság legmagasabb elismerése (1986), az Európai Neutronszórási
Társaság legelső Walter Hälg-díját (1999), valamint a Magyar Tudományos Akadémia
Wigner Jenőről elnevezett kitüntetését (1999). 1987-től a Magyar Tudományos Akadémia
rendes tagja. Mezei Ferenc a grenoble-i Laue—Langevin Intézet munkatársa, a berlini
Hahn—Meitner Intézet Tudományos Tanácsának elnöke volt. A kilencvenes években
a Los Alamos-i Nemzeti Laboratórium munkatársaként nagyintenzitású neutronnyaláb
kifejlesztésén-alkalmazásán dolgozott.
A nemzetközi munkák mellett dolgozik a Központi Fizikai Kutatóintézetben és tanít
az ELTE-n. Negyven évre négyezer kutatónak biztosítana kutatási lehetőséget a
tervezett Európai Neutronkutató Központ (ESS), amely akár hazánkban is megépülhet,
hiszen Mezei Ferenc irányításával Debrecen pályázik erre a Magyarország számára
rendkívüli tudományos és gazdasági fellendülést ígérő beruházásra.