ゴンヴィル・アンド・キーズ・カレッジ
第一次世界大戦後、ケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所にいたラザフォードの下につき、1921年6月にケンブリッジのゴンヴィル・アンド・キーズ・カレッジからラザフォードの指導の下でDoctor of Philosophyを取得した。その後10年以上にわたりキャベンディッシュ研究所でラザフォードの研究助手(assistant director)を務めた。ここは当時物理の研究において世界有数の場所であり、ジョン・コッククロフト、、マーク・オリファントなどの学生を惹きつけた。チャドウィックは中性子の発見に続きその質量を測定した。彼は中性子はがんに対抗する主要な武器になると予想した。1935年にキャベンディッシュ研究所を離れリヴァプール大学の物理学教授となり、古くなっていた実験室をオーバーホールしサイクロトロンを設置することにより、リヴァプール大学を核物理学の重要な研究センターとした。