1951 wurde John Cockcroft gemeinsam mit Ernest Walton mit dem Nobelpreis für Physik für die Pionierarbeit auf dem Gebiet der Atomkernumwandlung durch künstlich beschleunigte atomare Partikel ausgezeichnet. Seine Ausbildung begann er 1914 mit dem Studium der Mathematik, welches durch den Ersten Weltkrieg unterbrochen wurde.
Cockcroft arbeitete später am Cavendish-Laboratorium, das von Ernest Rutherford geleitet wurde, zunächst mit Pjotr Kapiza an der Erzeugung starker Magnetfelder und tiefer Temperaturen. Ab 1928 forschte er zusammen mit Walton auf dem Gebiet der Beschleunigung von Protonen.
Von beiden Forschern wurde dazu eine Hochspannungskaskade, der Cockcroft-Walton-Generator, entwickelt und 1932 waren sie bereits in der Lage Lithium und Bor zu zertrümmern. 1934 übernahm er die Leitung des Royal Society Mond Laboratory in Cambridge und 1939 wurde er zum Professor für Naturphilosophie sowie zum stellvertretenden Direktor für wissenschaftliche Forschung im Beschaffungsministerium ernannt. Ab dieser Zeit begann er mit der erfolgreichen Erforschung des Radars.