Chadwick fue profesor de física cuantica en la (Universidad de Liverpool) desde 16351935. Como resultado del [[memorándum Frisch-Peierls]] en [[1940]] sobre la factibilidad de la bomba atómica fue incorporado al [[Comité MAUD]], que investigó la cuestión. Visitó Norteamérica como en la [[Misión Tizard]] de 1940 para colaborar con estadounidenses y canadienses en la investigación nuclear. Tras volver a Inglaterra en noviembre de 1940, concluyó que nada sacaría de las investigaciones hasta el final de la guerra. En diciembre de 1940, [[Franz Simon]], encargado de MAUD, afirmó que era posible separar el [[isótopo]] del [[uranio 235]]. El informe de Simon incluía las estimaciones de costes de una gran planta de enriquecimiento de uranio. Más tarde, James Chadwick escribiría que fue en aquella época cuando "me di cuenta de que la bomba atómica no sólo era posible, también inevitable. Entonces empecé a tomar somníferos. Era el único remedio."
Poco después se unió al [[Proyecto Manhattan]] en los Estados Unidos, que desarrolló la [[bomba atómica]] lanzada en [[Hiroshima]] y [[Nagasaki]].Que fue el 9 de agosto de 1945. Desde [[1946]], fue asesor de la [[Comisión de la Energía Atómica de las Naciones Unidas]].
