卢瑟福出生于新西兰一个农场主的家庭,1894年毕业于喀捷贝尔大学,并获得了由1851年伦敦博览会提供的奖学金,使他有机会去英国继续学习,卢瑟福在英国剑桥大学卡文迪许实验室学习了三年，当时领导实验室的是卓越的物理学家汤姆生。

    1896年，贝克勒尔发现了铀盐能发射出穿透力很强的辐射，不久卢瑟福就证明了这种“铀射线”与X射线不同，它是由两种成分组成的。他把能够使大量原子电离但易被吸收的射线叫α射线，把电离能力较弱而贯穿能力很强的射线叫β射线。不久，维拉德又发现了第三种成分的射线——γ射线。卢瑟福从放射性的研究中发现，钍及其化合物衰变成一种气体，接着再衰变成一种未知的放射性物质。1902年，他跟化学家F.索迪一起研究了三族放射性元素——镭、钍和锕，提出了放射性现象乃是一种放射性元素的原子自发地衰变为完全不同的另外一种元素的原子的过程.这个理论打破了自道尔顿以来牢固地建立起来的原子不可分的观念.由于他对元素衰变的研究获得了1908诺贝尔化学奖.

    卢瑟福是天才的实验物理学家.在研究放射性现象的同时,他利用当时的实验条件,对原子的结构进行了实验研究.

     1909年,卢瑟福交给一位新来的学生、青年物理学家马斯登一项简单的任务，要他数一数穿过各种物质薄片的 α 粒子，这些薄片是放在放射源和荧光屏之间的，卢瑟福想看一看马斯登能不能看到什么奇特现象。当时大家都接受汤姆生的原子模型。按照这种模型，α粒子应该很容易地穿过原子球，不应该发生散射现象。但是马斯登注意到散射现象——有一些粒子好像是跳回来了。实验重复了很多次。卢瑟福经过深入的研究和思考以后，得出了下面的结论：原子是一个很复杂的系统，它有一个带正电的原子核，在核周围的一定轨道上转动着带负电的电子。

   1918年，卢瑟福接替退休的汤姆生的职位，任著名的卡文迪许实验室主任，他在那里一直工作到逝世。1919年，他用α粒子轰击氮原子，结果氮原子转变成一个氧原子加一个氢原子，第一次实现了原子核的人工转变，开辟了核能研究的新时代。1920年，他还预见了中子以及氯、氦同位素的存在。