Estudià a l’Acadèmia Naval i prengué part a la Primera Guerra Mundial. Posteriorment estudià física a Cambridge. Treballant al Cavendish Laboratory, aconseguí, per primera vegada (1925), de fotografiar transmutacions nuclears produïdes per bombardeig de nuclis amb partícules α. El 1932, independentment de C.D.Anderson, detectà el positró, predit teòricament per P.A.M.Dirac uns quants anys abans. Fou un dels primers a estudiar la radiació còsmica. S'ocupà activament de les conseqüències polítiques de l’ús militar de l’energia atòmica: The Military and Political consequences of Atomic Energy (1948), Atomic Weapons and East-West Relations (1956) i Studies of War (1962). Rebé el premi Nobel de física el 1948. Fou president de la Royal Society del 1965 al 1970.