Estudià a la Universitat de Bristol, on es graduà l’any 1934. El 1936 inicià la docència a Manchester.
Durant la Segona Guerra Mundial, treballà en el desenvolupament de sistemes de radar per a l’aviació. Interessat per les primeres experiències amb radar i pels treballs de G. Rever, s'ocupà extensament de la radioastronomia i impulsà la construcció del radiotelescopi de l'estació experimental de Jodrell Bank, dotat d'una antena parabòlica de 76 m de diàmetre (1955). Conegut amb el nom de Telescopi Lovell, a la mort del seu inventor encara estava en funcionament.
Rebé nombrosos guardons, entre els quals cal esmentar els títol d’oficial (1946) i cavaller comanador (1961) de l’Orde de l’Imperi Britànic, la Royal Medal (1960), la Medalla Benjamin Franklin (1980) i la Medalla d’Or de la Royal Astronomical Society (1981).