Benedict studierte Chemie an der Cornell University mit dem Bachelor-Abschluss und wurde am MIT in Physikalischer Chemie promoviert. Danach ging er in die Industrie (M. W. Kellogg Limited). Im Zweiten Weltkrieg war er im Manhattan Project an der Entwicklung der Gasdiffusionsmethode zur Isotopentrennung beteiligt und beaufsichtigte den Bau einer Anlage dazu in Oak Ridge. 1951 wurde er der erste Professor für Kerntechnik am MIT, zunächst in der Abteilung Chemieingenieurwesen und ab 1958 in einer eigenen Abteilung, der er bis 1971 vorstand.