Si formò alla Cambridge University, allievo di Charles Thomson Rees Wilson e Ernest Rutherford, dove conseguì il PhD nel 1927. Trascorse praticamente la sua intera carriera alla Bristol University, dove diventò Wills Professor di Fisica nel 1948 e direttore del Wills Physics Laboratory nel 1964. I suoi studi si sono concentrati nello sviluppo della tecnica di rivelazione delle particelle mediante emulsioni fotografiche. Grazie a questa nuova tecnica di rivelazione nel 1947 scoprì, insieme a Giuseppe Occhialini e a Cesare M. C. Lattes, il pione (o mesone p), la particella associata alle forze forti che tengono insieme neutroni e protoni nei nuclei. Vinse il premio Nobel per la fisica nel 1950 "per il suo sviluppo del metodo fotografico nello studio dei processi nucleari e le sue scoperte relative ai mesoni fatte con questo metodo".