1936年1月27日，丁肇中诞生于美国密执安州安亚柏市。父亲丁观海是工程学教授，母亲王隽英是心理学教授。丁肇中的父母原希望他能出生在中国，但在他们访美期间，丁肇中提早来到了人世。正是因为这个意料不到的原因，使他成为了美国公民。出生两个月之后，就同母亲踏上了回中国的征程。回到中国之后，由于父母工作紧张，他就在外祖母的抚养下长大。同时，由于当时正值第二次世界大战的硝烟弥漫全世界，日本侵略者在中国横行霸道，丁肇中直到十二岁才受到了正规的学校教育。
     1956年9月6日，丁肇中来到美国，开始他艰辛的求学生涯，并于1962年获得了博士学位。丁肇中领导的实验小组和里希特领导的实验小组，在1974年几乎同时宣布，他们发现了一种新的粒子，里希特把它取名为φ粒子，丁肇中则把它取名为J粒子。取名J粒子是因为英文字母“J”与中文“丁”极其相象。后来人们就把这种粒子称为J/φ粒子。丁肇中和里希特也因此分享了1976年的诺贝尔物理学奖这一崇高荣誉。J/φ粒子的发现，在物理学界引起了一场巨大的轰动。在这之前，所发现的所有的基本粒子，可以由三个夸克来构成。然而这个粒子却有点怪，由以前的三个夸克无论如何也得不到满意的解释，科学家们不得不引入一个新的夸克——粲夸克。这样原来的三夸克模型就变成了四夸克模型。
     当然，四夸克模型不可穷尽一切，还有一些实验事实在四夸克的框架下仍然不易解释。对这个问题，现在有两种看法，一种看法认为：夸克系统已经接近完备，可能还有少数几个夸克有待发现，夸克是构成物质的最基本单元。而另一种看法认为：夸克本身很可能是由某种更小的东西构成的，物质是永远可分的。目前，丁肇中和许多粒子物理学家们正在为探索物质世界的基本结构作出不懈的努力。