丁肇中由于和里希特各自独立发现一种新型的Ｊ／Ａ粒子，而共同获得１９７６年诺贝尔物理学奖金。
国外科学技术界评论说，丁肇中是最有实验能力，最善于观察现象的实验物理学家。美国《自然》杂志还评论说，丁肇中所从事的工作是沟通中美两国科技交流的一座桥梁。
丁肇中是由于一次“意外的出生”而成为美国公民的。他的父母都是中国的大学教授，祖籍山东日照。１９３６年，他们从中国启程去美国，对密执安州立大学进行访问。１月２６日，就在这所学院里丁肇中降生了。他在回忆中说：“我的父母希望我出生在中国，可是我却偏偏早产了。我出生两个月后才回到中国。”他的童年正值第二次世界大战日本侵略中国的战乱年代，所以他十二岁以前几乎没有受过什么正规教育。由于父母忙于工作，丁肇中是由外祖母抚养成人的。外祖母性格刚毅且果断，她丈夫在第一次国内革命战争中牺牲了，从那以后她回到学校当教师，把丁肇中的母亲抚养成人。丁肇中在童年经常听到外祖母回忆那些艰难岁月里度过的窘迫生活，外祖母对丁肇中以后严谨刻苦治学，一丝不苟实验，缜密组织研究和严格要求下属等优良作风产生了很大影响。
丁肇中先在大陆度过童年，十三岁去台湾上学，那时他父亲是国立台湾大学的一名教授。二十岁时，他决定回到他的出生地美国密执安大学继续攻读。“那时我英文懂得不多，对美国的生活一无所知。在国内的时候在书上读到许多美国学生是自己挣钱维持生活读完大学的。我告诉父母也这样做。当１９５６年９月６日到达美国底特律机场的时候，口袋里只有一百美元。在那时，有点钱好像已经满不错了。我举目无亲，不免有几分担心。”那几年，可以说是丁肇中一生中最艰难的岁月，一面顽强勤奋地学习，一面自己挣钱维持生活。后来因成绩优异获得了奖学金。三年之后的１９５９年获得物理学和数学两个学士学位，１９６０年获得硕士学位。接着在密执安大学物理研究所当研究生，１９６２年获物理学博士学位。
１９６３年，丁肇中以博士和福特基金会会员的身份，前往设在瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心工作，在柯可尼的指导下用质子同步加速器进行研究。柯可尼对实验工作的严格与耐心对丁肇中产生了直接的影响。在这段日子以及后来再到日内瓦工作期间，丁肇中的典型生活情况是：一早起来在自取食堂里吃早饭，然后一整天留在实验室里，直到夜里离开实验室，驱车十分钟回到他的公寓房间睡觉。每隔两个星期，他坐飞机回到美国麻省莱克新顿自己的家里看望妻子凯·路易丝·库恩和两个女儿。１９６４年，丁肇中离开日内瓦回到美国哥伦比亚大学执教，直到１９６９年。在那里他和斯坦伯格、希瓦兹、吴健雄和李政道等在内的第一流物理学家工作。这个时期，丁肇中发现了“抗氢同位素”，使他初露头角。美国各大报刊都以显著位置报道了这项发现。在哥伦比亚大学的这些年里，他开始对“电子和正电子对”的生成发生了兴趣。这时丁肇中又接受美国麻省理工学院之聘，主持该学院的布鲁克海汶实验室，他负责的研究小组分别在美国布鲁克海汶实验室、瑞士欧洲核予研究中心和德国汉堡电子回旋加速器实验室三处进行类光子粒子的衰变探索，并且寻找衰变成电子对和ＩＬ介子对的新粒子。这一研究夜以继日地整整进行了五年。
１９７１年，丁肇中带领它的研究小组回到美国，开始在布鲁克海汶国家实验室进行试验。经过将近三年的锲而不舍的努力，终于在１９７４年８月觉察到一种新粒子存在的迹象，其重量约为质子的三倍。由于丁肇中的小心谨慎，他们当时没有公布这一发现。１９７４年１１月１０日，丁肇中到美海岸出席斯坦福大学的一次会议时，得知该校加速器实验室的里希特小组也刚好独立地发现了同一现象，并已将新粒子命名为中粒子，于是丁肇中立即通知他的助手发表他们的发现，并将新粒子命名为Ｊ粒子。
Ｊ／Ａ粒子的发现，很快得到了全世界的承认。这一发现在物理学上的重大意义是：他提供了一个有力的证据，证明存在着第四种夸克，即“粲”夸克。从夸克模型看，Ｊ／Ａ中粒于是由粲夸克和反粲夸克组成的强子。以前，人们认为所有已知强子都可由三种夸克：上夸克，下夸克，奇异夸克以及它们的反粒子以各种形式组成。丁肇中和里希特发现Ｊ／Ａ中粒子的卓越成就支持了当今的弱相互作用理论，他们两人分获１９７６年的诺贝尔物理学奖金。１９７９年，在德国汉堡，丁肇中领导他的小组又找到了胶子，这是量子色动力学理论的一种重要证明，为统一强相互作用奠定了基础。
丁肇中已成为当代第一流的实验物理学家。他主持的德国汉堡电子回旋加速器研究小组，首先接纳了第一批中国科学院高能物理研究所的物理学家去西方工作。他每次到中国讲课，听众都是数以千计。他大部分时间是在汉堡工作，同时又担任美国麻省理工学院的物理学教授。他说：“在汉堡，我的生活就是工作，工作，再工作。对于我的小组，我尽量挑选那些也喜欢刻苦工作的人。”他不抽烟，不喝酒，不玩，也不看小说。当丁肇中还没有从事粒子物理学研究的时候，他偏爱科学史。他把法拉第看作是一个著名的历史人物，敬佩法拉第取得的科学成就及其所走过的艰难曲折的道路，立志做第二个法拉第。
