Народився в містечку Веймут в англійському графстві Дорсет в родині Генрі Ноттіджа Мозлі, професора анатомії та фізіології Оксфордського університету. Навчався в знаменитому Ітонському коледжі для хлопчиків, потім, в Триніті-коледжі Оксфордського університету. У 1910—1914 працював в лабораторії Ернеста Резерфорда в Манчестерському університеті. У 1914 р. повернувся до Оксфорду. З початком Першої світової війни, Мозлі був направлений на фронт інженером і загинув у Галліполі 10 серпня 1915 року при проведенні Дарданельської операції у віці 27 років.