Ernest Walton, Waterford, İrlanda'da doğdu ve Trinity College, Dublin'de fizik eğitimi aldı.
1927'de lisans derecesini tamamladıktan sonra, Cavendish Laboratuvarı'nda çalışmak üzere Cambridge Üniversitesi'ne gitti. John Cockcroft ile birlikte çalıştığı bu dönemde, nükleer fizik alanında önemli bir gelişme kaydettiler.
Cockcroft ve Walton, bir parçacık hızlandırıcısı kullanarak lityum hedefine protonlar göndererek lityum çekirdeklerini parçalamayı başardılar. Bu deneyde elde ettikleri sonuçlar, nükleer fizik alanında önemli bir kilometre taşı olarak kabul edildi ve 1935 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü kazandılar.
Walton ve Cockcroft'un yaptığı deney, iki bilim adamını birçok ödül kazandırdı. 1951'de Albert A. Michelson Madalyası, 1952'de Hughes Madalyası ve 1960'ta Royal Medal gibi prestijli ödüller de dahil olmak üzere çeşitli bilimsel ödüller kazandılar.
Ernest Walton, öğrenim ve kariyeri boyunca birçok farklı ülkede çalışmalar yürüttü ve uluslararası alanda tanınan bir fizikçi oldu.
Walton, 1995 yılında hayatını kaybetti.
