El Dr. James Watson Cronin nació el 29 de Septiembre de 1931 en Chicago, Illinois, Estados Unidos. Su padre, James Farley Cronin, era graduado de la Universidad de Chicago en Lengua Clásica. Su madre, Dorothy Watson, conoció a sus padre en una clase de latín en la Universidad Northwestern en Estados Unidos.
Realizó sus estudios primarios y secundarios en un sistema de escuelas públicas de Highland Park. Luego, en 1951 se graduó en Licenciatura en Física y Matemática de la Universidad Metodista del Sur, en Dallas, Texas.
Realizó su tesis de doctorado en la Universidad de Chicago, Illinois, en temas de Física Nuclear Experimental bajo la dirección de Samuel K. Allison. Durante sus estudios de posgrado conoció a Annette Martin, con quién se casó en 1954, y tuvieron 3 hijos; Cathryn (1955), Emily (1959) y Dan (1971). Poco antes de recibir su título de Doctor en 1955, James se unió al grupo de Rodney Cool y Oreste Piccioni, en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, para trabajar en el proyecto Cosmotrón, un acelerador de partículas de 3 GeV recién terminado. Allí, Cronin comenzó sus estudios de violación de paridad en la desintegración de partículas elementales denominadas Hiperones. Durante ese tiempo conoció a Val Fitch, quien lo llevó a la Universidad de Princeton en 1958. Juntos estudiaron las desintegraciones de mesones K neutros, en las que se descubrió la violación de CP (conjugación de carga y paridad) en 1964, mérito por el cual obtuvieron el Premio Nobel de Física en 1980.
Después del descubrimiento, Cronin pasó un año en el Centro de Estudios Nucleares de Saclay, Francia. Luego retornó a la Universidad de Chicago para dedicarse tiempo completo como profesor universitario. Allí comenzó una larga serie de experimentos en producción de partículas con alto momento transversal. A raíz de estos experimentos, Cronin tomó un año sabático en el CERN en 1982-1983, donde realizó experimentos para el estudio del tiempo de decaimiento del pión neutro.
Después de esto comenzó a interesarse por el estudio de Rayos Cósmicos. Junto a Alan Watson y Murat Boratav organizaron una colaboración internacional para estudiar los rayos cósmicos con energías superiores a los 10 18 eV. Dicho proyecto fue llamado Observatorio Pierre Auger, construido en la ciudad de Malargüe, provincia de Mendoza, Argentina.
El Dr. James Watson Cronin murió el 25 de Agosto de 2016, a los 84 años de edad.