Estudià a les universitats de Berlín i Manchester. Treballà amb Rutherford en l’estudi de la desintegració artificial i la càrrega dels nuclis. El 1932 identificà la natura del neutró, i a conseqüència d’aquest descobriment li fou concedit el premi Nobel de física del 1935. Treballà igualment en la generació de les reaccions en cadena, i el 1943 fou nomenat delegat pel govern britànic a Los Alamos (EUA), on cooperà en el desenvolupament de la bomba nuclear.