Compton nació en Wooster (Ohio) y estudió en el Wooster College y en la Universidad de Princeton.Durante su estancia en esta universidad, Compton dirigió el laboratorio en el que se produjo la primera reacción nuclear en cadena, lo que provocó que tuviera un papel relevante en el Proyecto Manhattan, la investigación que desarrolló la primera bomba atómica.Sus estudios de los rayos X le llevaron a descubrir en 1923 el denominado efecto Compton, el cambio de longitud de onda de la radiación electromagnética de alta energía al ser dispersada por los electrones.Por su descubrimiento del efecto Compton y por su investigación de los rayos cósmicos y de la reflexión, la polarización y los espectros de los rayos X compartió el Premio Nobel de Física de 1927 con el físico británico Charles Wilson.Fue galardonado, en 1940, con la medalla Hughes, concedida por la Royal Society «por su descubrimiento del efecto Compton; y por su trabajo sobre los rayos cósmicos».
Conferencia Solvay
de 1927. Podemos observar a Arhtur Holly Compton en el sexto puesto de la segunda fila, comenzando por la izquierda, sentado justo detrás de
Albert Einstein
Pase de Compton en la
Base Hanford
. Aquí, usaba un nombre falso por motivos de seguridad pues no es sino la base del
Proyecto Manhattan
.