El físico estadounidense ganador -junto con Emilio Segrè- del premio Nobel de Física de 1959 Owen Chamberlain, nació en San Francisco el 10 de julio de 1920. Su padre era W. Edward Chamberlain, un destacado radiólogo interesado en la física, y su madre era Genevieve Lucinda Owen.
Obtuvo su licenciatura en el Dartmouth College en 1941. Ingresó a la escuela de posgrado en física en la Universidad de California, pero sus estudios fueron interrumpidos por la participación de los Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial. A principios de 1942 se unió al Proyecto Manhattan, la organización del gobierno de Estados Unidos para la construcción de la bomba atómica. Dentro del Proyecto Manhattan, trabajó con el profesor Emilio Segrè, tanto en Berkeley, California, como en Los Alamos, Nuevo México, investigando secciones transversales nucleares para neutrones de energía intermedia y la fisión espontánea de elementos pesados. En 1946 reanudó su trabajo de posgrado en la Universidad de Chicago donde, bajo la inspirada guía del difunto profesor
Enrico Fermi, trabajó para su doctorado. Completó el trabajo experimental sobre la difracción de neutrones lentos en líquidos en 1948 y su título de doctor le fue otorgado en 1949 por la Universidad de Chicago.
En 1948 aceptó un puesto de profesor en la Universidad de California en Berkeley. Su trabajo de investigación incluye extensos estudios de dispersión protón-protón, realizados con el profesor Segrè y el Dr. Clyde Wiegand, y una importante serie de experimentos sobre los efectos de polarización en la dispersión de protones, que culminaron en los experimentos de triple dispersión con el profesor Segrè, el Dr. Wiegand, el Dr. Thomas Ypsilantis y el Dr. Robert D. Tripp. En 1955 participó con el Dr. Wiegand, el Profesor Segrè y el Dr. Ypsilantis en el descubrimiento del antiprotón.
Durante los años siguientes, él y sus colegas estudiaron las interacciones de los antiprotones con el hidrógeno, el deuterio y otros elementos, y utilizaron antiprotones para producir antineutrones. En 1960, junto con los profesores Carson Jeffries y Gilbert Shapiro, fue pionero en el desarrollo y uso de objetivos de protones polarizados para estudiar la dependencia de espín de una amplia variedad de procesos de alta energía, incluida la dispersión de pi-mesones y protones en protones polarizados, la determinación de la paridad de hiperones y una prueba de simetría de inversión de tiempo en la dispersión electrón-protón. Estos y otros experimentos similares fueron su principal actividad durante los siguientes 20 años.
A finales de los 70 y principios de los 80 participó brevemente en el estudio de las interacciones de los núcleos de luz energética con objetivos nucleares en el acelerador Berkeley Bevalac. En los últimos años antes de retirarse del servicio activo, trabajó con el Dr. David Nygren en el desarrollo y construcción de la cámara de proyección de tiempo que posteriormente se utilizó con gran éxito para estudiar las interacciones positrón-electrón de alta energía en el Stanford Linear Accelerator Center.
Es miembro de la American Physical Society y miembro de la Academia Nacional de Ciencias. Se le otorgó una beca Guggenheim en 1957 con el propósito de realizar estudios de física de antinucleones en la Universidad de Roma. Fue nombrado profesor de Física en la Universidad de California, Berkeley, en 1958, y se desempeñó como Profesor Loeb en la Universidad de Harvard en 1959.
En 1943 se casó con Beatrice Babette Copper. Tuvieron tres hijas y un hijo. Tuvo matrimonios posteriores con June Steingart Greenfield y Senta Pugh Gaiser. Chamberlain falleció el 28 de febrero de 2006 a causa de la enfermedad de Parkinson.