20 Ekim 1891'de İngiltere'nin Cheshire kentinde doğan James Chadwick, eğitimine Manchester Üniversitesi'nde Rutherford'un öğrencisi olarak başladı ve burada nükleer fizik alanındaki temel eğitimini tamamladı. Sonrasında Cambridge Üniversitesi'nde çalışmaya başladı ve nükleer fizik alanında önemli katkılarda bulunarak bilim camiasında dikkatleri üstünde toplamayı başardı.
Chadwick, kariyerinin başlarında çeşitli nükleer fizik problemleri üzerinde çalıştı. Özellikle çekirdeklerin yüklenmesi ve alfa parçacıklarıyla yapay parçalanma hususlarında mühim çalışmalar yaptı. 1923 yılında Cavendish Laboratuvarı'nda araştırmalar bölümü müdür yardımcısı olarak görev aldı ve 1927'de Kraliyet Derneği üyeliğine seçildi.
Fakat Chadwick'in en çok ses getiren çalışması 1932'de gerçekleşti. O yıl, nötronun varlığını deneysel olarak kanıtladı. Devrim niteliğindeki bu çalışmasıyla 1935'te Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.
Chadwick, II. Dünya Savaşı sırasında da önemli bir role sahipti. İngiliz atom araştırmalarını yönetti ve nükleer fizik alanında birçok gelişmeye öncülük etti. Ayrıca, döteryumun gama ışınlarıyla parçalanmasını sağlayarak nükleer fotoelektrik etkiyi bulması da önemli başarılarından birisidir.
Chadwick'in söz konusu çalışmaları, modern nükleer fiziğin temel taşlarından kabul edilir ve bilim dünyasındaki etkileri devam etmektedir.