James Chadwick urodził się 20 października 1891 roku w Cheshire w Anglii. W 1911 roku ukończył z wyróżnieniem Manchester University School of Physics i przez następne dwa lata pracował nad różnymi problemami radioaktywności w laboratorium fizycznym w Manchesterze, zdobywając M.Sc., dyplom w 1913, a także stypendium wystawowe w 1851, które pozwoliło mu kontynuować badania i przenieść się do Berlina, aby pracować u Profesora Hansa Geigera.
Chadwick został wybrany Fellow of Gonville and Caius College (1921-1935) i został zastępcą dyrektora ds. badań w Laboratorium Cavendisha w 1923 roku. W 1927 został wybrany członkiem Royal Society.
w 1932 roku Chadwick udowodnił istnienie neutronów, przygotowując drogę do rozszczepienia uranu 235 i stworzenia bomby atomowej., W 1932 roku otrzymał Hughes Medal Royal Society, a następnie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1935 roku. W tym samym roku został wybrany na katedrę fizyki na Uniwersytecie w Liverpoolu.
w latach 1943-1946 Chadwick pracował w Stanach Zjednoczonych jako szef brytyjskiej misji współpracującej z projektem Manhattan w Los Alamos i stał się czołowym orędownikiem rozwoju bomby atomowej w Wielkiej Brytanii, głównym naukowcem związanym z tym wysiłkiem. Powrócił do Cambridge w 1948, pełniąc funkcję mistrza Gonville and Caius College, aż do przejścia na emeryturę w 1959., W latach 1957-1962 był członkiem brytyjskiego Urzędu Energii Atomowej.
Wraz z Lordem Rutherfordem i C. D. Ellisem jest współautorem książki Radiations from Radioactive Substances (1930). Zmarł w 1974 roku.