Arthur Holly Compton urodził się 10 września 1892 roku w Wooster, Ohio, USA a zmarł 15 mara 1962 roku w Berkeley, Kalifornia, USA.
Arthur Compton pochodził z rodziny akademickiej, jego ojciec Elias był dziekanem na Wooster University (późniejszym College of Wooster), na który uczęszczał również Arthur. Jego najstarszy brat Karl także studiował na Wooster University, został fizykiem i rektorem MIT. Jego drugi brat Wilson Martindale Compton także uzyskał dyplom Wooster University a został dyplomatą i rektorem State College of Washington, późniejszego Washington State University. Wszyscy trzej braci uzyskali doktoraty na Princeton University.
Około roku 1913, Arthur Compton opracował metodę demonstracji rotacji Ziemi. W 1918 roku rozpoczął studia nad rozpraszaniem promieniowania rentgenowskiego. W 1922 roku, podczas pracy na wydziale na Washington University w St Louis, Compton stwierdził, że długość fali promieniowania rentgenowskiego wzrasta z powodu rozpraszania energii promienistej przez „swobodne elektrony„. Rozproszone kwanty mają mniej energii niż kwanty oryginalnego promieniowania. Odkrycie to, znane jako „efekt Comptona” lub „rozpraszanie komptonowskie” dowodzi korpuskularnej teorii promieniowania elektromagnetycznego i zdobyło Comptonowi Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1927 roku. Compton opracował również metodę obserwacji w tej samej chwili pojedynczych rozproszonych fotonów promieniowania rentgenowskiego oraz elektronów odrzutu (opracowaną wraz z Alfredem W. Simonem). W Niemczech Walther Bothe i Hans Geiger opracowali niezależnie podobną metodę.
W roku 1941 wraz z Vannevarem Bushem, szefem wojennego Office of Scientific Research and Development (OSRD), oraz Ernestem Lawrencem, wynalazcą cyklotronu, Compton pomógł obudzić ze stagnacji amerykański program budowy bomby atomowej. Compton został szefem komitetu S-1 zajmującego się badaniem właściwości i wytwarzaniem uranu. W roku 1942 Compton wyznaczył Roberta Oppenheimera na głównego teoretyka Komitetu. Kiedy projekt został przejęty latem 1942 roku przez wojsko został nazwany Projektem Manhattan.
Natychmiast po japońskim ataku na Pearl Harbor 7 grudnia 1941 Compton zyskał wsparcie dla konsolidacji badań plutonu na University of Chicago i ambitnego harmonogramu, który przewidywał rozpoczęcie produkcji pierwszej bomby atomowej w styczniu 1945 roku, cel, który został osiągnięty tylko sześć miesięcy później. „Laboratorium Metalurgiczne” lub „Met Lab” był kryptonimem nadanym obiektowi Comptona. Jego celem było stworzenie stosów z reakcją łańcuchową uranu prowadzącą do przemiany w pluton, znalezienie sposobu na rozdzielenie plutonu i uranu oraz zaprojektowanie bomby. W grudniu 1942 roku, w Stagg Field pod Chicago zespół naukowców Met Lab kierowany przez Enrico Fermiego osiągnął trwałą reakcję łańcuchową w pierwszym reaktorze jądrowym na świecie. Przez całą wojnę, Compton pozostał znaczącym doradcą naukowym i administratorem. W 1945 roku służył wraz z Lawrencem, Oppenheimerem i Fermim, w ramach Panelu Naukowego jako doradca zastosowania bomby atomowej dla celów wojskowych przeciwko japońskim miastom.
