Trevor McDougall studierte zunächst Maschinenbau an der Universität von Adelaide und promovierte am Institut für Angewandte Mathematik und Theoretische Physik der University of Cambridge. 1978 kehrte er nach Australien an die Research School of Earth Sciences, Australian National University (ANU) zurück. Nach fünf Jahren an der ANU wechselte er auf eine Stelle als Physikalischer Ozeanograph an das CSIRO in Hobart.
Seit 2012 ist er Professor für Ozeanphysik an der Fakultät für Mathematik und Statistik an der Universität von New South Wales, Sydney. Trevor McDougall wurde 2012 zum Fellow der Royal Society gewählt. Er ist Fellow der Australian Academy of Science (1997), der Australian Meteorological and Oceanographic Society (2004), des Institute of Physics (2012) und der Royal Society of New South Wales (2015) und der American Geophysical Union (2018). Er ist ferner Vizepräsident der International Association for the Physical Sciences of the Oceans (IAPSO).
Er wurde für seine Forschungstätigkeit mehrfach ausgezeichnet, unter anderem mit dem Humboldt Preis der Alexander von Humboldt Stiftung, der Prince Albert I Medaille der International Association for the Physical Sciences of the Oceans (IAPSO), dem New South Wales Premier‘s Prize for Excellence in Mathematics, Earth Sciences, Chemistry and Physics und der John Conrad Jaeger Medaille der Australian Academy of Science.
Essay über die Arbeiten von Trevor McDougall