1982 – ukończył szkołę średnią (Cohasset High School) w Cohasset.
1986 – został absolwentem Akademii Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych w Annapolis (United States Naval Academy), stan Maryland, otrzymując licencjat z elektrotechniki. Następnie rozpoczął czynną służbę w marynarce. Do 1989 służył na atomowych okrętach podwodnych Parche (SSN-683) i Pogy (SSN-647).
1993 – ukończył na Massachusetts Institute of Technology inżynierię oceaniczną. Kierunek ten był prowadzony przez MIT we współpracy z Woods Hole Oceanographic Institution. Następnie jako Engineering Officer rozpoczął służbę na okręcie podwodnym Augusta (SSN-710). Podczas służby zdobył kwalifikacje pozwalające na dowodzenie okrętami podwodnymi o napędzie atomowym.
1997 – rozpoczął służbę w Dowództwie Operacji Specjalnych (United States Special Operations Command – USSOCOM) w grupie roboczej zajmującej się sprawami planowania.
1999 – przez 9 miesięcy w Głównym Inspektoracie Floty Podwodnej (Navy's Submarine Board of Inspection and Survey – INSURV) zajmował się kontrolą okrętowych siłowni jądrowych.
2000 – w maju został pierwszym oficerem na atomowym okręcie podwodnym USS Virginia (SSN-774). Był to pierwszy okręt typu Virginia.
Praca w NASA i kariera astronauty
2000 – 26 lipca został przyjęty do korpusu amerykańskich astronautów (NASA-18(inne języki)) jako kandydat na specjalistę misji. Już w sierpniu rozpoczął szkolenie specjalistyczne. Bowen był pierwszym astronautą, który wcześniej służył na łodziach podwodnych.
2002 – zakończył kurs podstawowy, po którym otrzymał przydział do Biura Astronautów NASA do wydziału eksploatacji stacji kosmicznej (Station Operations Branch).
2007 – 24 marca został specjalistą misji w załodze STS-124. Podczas lotu, który miał się rozpocząć w lutym 2008 zaplanowano dostarczenie na orbitę kolejnych elementów japońskiego modułu Kibō. Latem zmieniony został plan lotów wahadłowców do ISS i Bowena wycofano z tej załogi. W listopadzie został wyznaczony przez NASA do składu załogi lotu STS-126.
2008 – w dniach 15–30 listopada na pokładzie wahadłowcaEndeavour uczestniczył w misji STS-126.
2010 – 14 maja na pokładzie wahadłowca Atlantis wystartował do misji STS-132.
2011 – od 24 lutego do 9 marca na pokładzie wahadłowca Discovery uczestniczył w misji STS-133.
W trakcie tych trzech lotów kosmicznych Bowen odbył siedem spacerów kosmicznych, łącznie spędził 47 godzin i 18 minut w otwartej przestrzeni kosmicznej.