早年就读于巴尔的摩城市学院（Baltimore City College）和约翰斯·霍普金斯大学。1933年，21岁的他取得约翰·霍普金斯大学博士学位，指导老师为卡尔·赫兹费德（Karl Herzfeld）。随后，他在丹麦哥本哈根大学师从知名物理学家尼尔斯·玻尔一年，进行核物理研究，由此成为玻尔领导下的哥本哈根学派的一员。
早期职业经历.1937年，惠勒提出了粒子相互作用的散射矩阵概念。1938年至1976年期间，惠勒于普林斯顿大学任物理学教授，之后到德州大学奥斯汀分校任物理学