Owen Chamberlain nasceu no dia 10 de Julho de 1920, nos Estados Unidos da América. Filho de um radiologista de renome, Edward Chamberlain, Owen estudou física na Universidade de Dartmouth, concluindo o seu grau de bacharel em 1941.
Apesar de ter frequentado a Universidade de Dartmouth para realizar o seu grau de bacharel, é na Universidade de Berkeley da Califórnia, que realiza a sua tese de pós graduação, e permanece nesta até ao início da Segunda Guerra Mundial. Em 1942, juntou-se ao projecto Manhattan. Quando a guerra terminou, em 1946, Chamberlain conclui o seu doutoramento não na Universidade de Berkeley, mas sim na Universidade de Chicago, sendo orientado por Enrico Fermi, que o levou a deixar para trás as teorias físicas mais prestigiadas, dirigindo-a para outras. Em 1949 recebeu o seu grau de Doutor.
Em 1948 Owen retorna a Berkeley como membro da faculdade, sendo promovido a professor de Física em 1948. Juntando-se posteriormente no laboratório a trabalhar com Emilio Segrè, descobrindo com este a existência do antiprotão, feito pelo qual foram galardoados com o Nobel da Física em 1959.
Owen, acaba por morrer em 2006, devido à doença de Parkinson que lhe foi diagnosticada em 1985, o que o levou a retirar-se das salas de aulas precocemente em 1989.
