I neutroni furono scoperti per la prima volta nel 1932 da James Chadwick. Chadwick condusse delle ricerche con Ernest Rutherford che scoprì il protone.
Mentre conduceva ricerche all'Università di Cambridge, James Chadwick lavorava con Ernest Rutherford. Rutherford ha inciso il suo nome nella storia quando ha scoperto il protone. Con più ricerche, lui - così come altri ricercatori - ha determinato che non era l'unica particella a costituire il nucleo.
Rutherford assunse Chadwick nel 1921, dove concentrò le sue ricerche sulla radioattività. A quel tempo, il duo si concentrò sullo studio della disintegrazione atomica. Nella loro ricerca, hanno scoperto che il numero atomico era sempre inferiore alla massa atomica. C'erano diverse spiegazioni che cercavano di chiarirlo, ma nessuna di esse era supportata da prove.
Rutherford è stato il primo a classificare un neutrone. Tuttavia, fu Chadwick a trovare finalmente le prove per dimostrare che esisteva. Ha usato esperimenti simili a quelli di alcuni ricercatori francesi che stavano esaminando le radiazioni di particelle. Tuttavia, ha girato lo studio dalla sua parte concentrandosi sulla ricerca della particella neutra. Fu in quel momento che scoprì formalmente il neutrone.
Nel 1935, Chadwick ricevette il premio Nobel per la sua scoperta. Dopo di ciò, ha cambiato il volto della ricerca atomica. Ricercatori come Werner Heisenberg hanno dimostrato che non si trattava di un accoppiamento di un elettrone e un protone come inizialmente pensato, ma che era la sua particella che esisteva all'interno dell'atomo.