Julius Robert Oppenheimer gazdag és művelt New York-i családban jött a világra, apja Németországból vándorolt ki. A Harvard College diákjaként a kémia mellett fizikát, irodalmat és filozófiát hallgatott, és három év alatt, színjeles eredménnyel végzett. Érdeklődése az atomfizika felé fordult, 1924-től az angliai Cambridge-en, a Cavendish Institute-ban tanult és dolgozott a Nobel-díjas Ernest Rutherford irányítása alatt. Két év múlva Göttingenbe ment, hogy Max Bornnál tanulhasson, ott ismerte meg Werner Heisenberget, Paul Diracot, Enrico Fermit és Teller Edét. 1927-ben doktorált, s még abban az évben – Bornnal együtt – igazolta a modern kvantumkémia egyik fontos tételét: a Born–Oppenheimer-féle közelítés lehetővé tette az atommag és az elektronok mozgásának szétválasztását.
Hazatérve Berkeleybe fizikát oktatott, és folytatta kutatásait a kvantumfizika és a relativitáselmélet területén; főként az elemi részecskék energiafolyamatait vizsgálta. A láncdohányos, Oppie-nak becézett tudós teremtette meg az elméleti fizika amerikai iskoláját. Ő mutatta ki, hogy a proton – Dirac feltételezésével ellentétben – nem lehet az elektron antirészecskéje. Az igazi „antielektront”, a pozitront 1932-ben fedezte fel Carl David Anderson.
Az 1930-as években a gazdasági világválság elkeserítő szociális következményei és a nácizmus erősödése miatt kezdett el a politika iránt érdeklődni. Baloldali nézeteket vallott, egyik szerelme révén kapcsolatba került a kommunista mozgalommal, de a pártba soha nem lépett be. A spanyolországi polgárháború idején a köztársaságiakat és az antifasiszta szervezeteket támogatta. A kommunistákkal a szovjet tudósokra nézve is végzetes sztálini tisztogatások miatt szakított, de későbbi meghurcolása során vádként hozták fel ellene életének ezt a szakaszát.
Albert Einstein, Szilárd Leó és Wigner Jenő 1939 augusztusában, a második világháború előestéjén levélben figyelmeztette Franklin D. Roosevelt elnököt arra, hogy Németország hamarosan képes lehet atomfegyver előállítására. Az elnök azonnal jóváhagyta az Uránium Bizottság létrehozását, amely hatezer dollárt szavazott meg az amerikai atomprogram elindítására. Az amerikai hadsereg 1942-ben ellenőrzése alá vonta a szigorúan titkos programot, amely a Manhattan-terv fedőnevet kapta.
A több mint ötezer főből álló kutatócsoport tudományos vezetésével és a kutatóközpont létrehozásával Oppenheimert bízták meg. Ő javasolta helyszínnek az új-mexikói Santa Fe közelében lévő Los Alamost, ahol gyermekkora egy részét töltötte. A résztvevők minden lépését nyomon követte a hadsereg és az FBI, korábbi politikai tevékenysége miatt Oppenheimer különösen szigorú felügyelet alatt állt. Helyzete még nehezebbé vált, amikor egy kommunista kapcsolatokkal rendelkező korábbi barátja három tanítványát is megkörnyékezte az atomtitok kiadásával kapcsolatban.
A program, amelynek költségvetése a kezdeti hatezer dollárról 1945-ben kétmilliárdra nőtt, sikerrel járt. Az első kísérleti atomrobbantást július 16-án, már a német kapituláció után hajtották végre az alamogordói légi bázison. A hatás megdöbbentő volt, a plutóniumbomba epicentrumában lévő épületek teljesen megsemmisültek, a keletkezett gombafelhő 15–20 kilométer magasságig is felérhetett, a radioaktív csapadék szinte valamennyi szövetségi államot, sőt Mexikót és Kanadát is elérte. Visszaemlékezések szerint Oppenheimer ezt látva egyik kedvenc olvasmányából, a hindu vallás szent könyvéből, a Bhagavad-gítából idézett: „Szólt a Magasztos Úr: Most én vagyok a Halál, világok pusztítója”.
Az atombombát 1945 augusztusában a még kitartó Japán ellen, Hirosima, majd Nagaszaki fölött robbantották fel, azóta nem vetették be. Az iszonyatos pusztítást látva a lelkiismeretével viaskodó Oppenheimer 1945 októberében lemondott tisztségéről, 1947-től az Atomenergia Bizottság tanácsadó testületét vezette. Az atomfegyver megalkotását helyrehozhatatlan fejleménynek tekintette és azért küzdött, hogy az atombombát helyezzék nemzetközi ellenőrzés alá, a hidrogénfegyver kifejlesztését pedig ellenezte.
Az amerikai atommonopólium 1949-ben, a szovjet atombomba felrobbantásával megszűnt. A hidegháború tetőpontján, a McCarthy-féle kommunistaellenes hisztéria közepette Oppenheimer is célkeresztbe került. 1953-ban biztonsági kockázatnak minősítették, azzal vádolták meg, hogy korábban kommunista kapcsolatai voltak, és az Amerika-ellenes Tevékenységet Vizsgáló Bizottság elé idézték. Tudóstársai a meghallgatásokon kiálltak mellette (egyedül a hidrogénbomba pártján álló Teller tett kétértelmű nyilatkozatot), és a vizsgálat végül tisztázta, de állami tisztségeitől megfosztották, a tudományos élet peremére szorult. Ezután Princetonban egy kutatóközpontot vezetett, 1950 után új tanulmányt már nem publikált. Már súlyos beteg volt, amikor 1963-ban megkapta az Atomenergia Bizottság legmagasabb kitüntetését, az Enrico Fermi-díjat, ezzel lényegében rehabilitálták. 1966-ban vonult nyugdíjba, s nem sokkal később, 1967. február 18-án Princetonban halt meg torokrákban.
Nyilatkozatai a tudósok felelősségéről, a nagy felfedezésekhez kapcsolódó erkölcsi kérdésekről máig tartó vitákat indítottak el, személye a boszorkányüldözések áldozatává vált tudós jelképe lett, életét számos film és könyv dolgozta fel. Tavaly mutatták be a Christopher Nolan rendezte Oppenheimer című filmet, amely számos elismerésben részesült, és hét kategóriában Oscar-díjat kapott.
