Niels Henrik David Bohr, 1885 yılında Kopenhag’da doğdu. Babası, Nobel Ödülü sahibi Christian Bohr, Kopenhag Üniversitesi’nde fizyoloji profesörüydü, annesi ise zengin bir Sefarad Yahudi ailesinden gelen Ellen Adler Bohr idi. Bohr, 1911 yılında Kopenhag Üniversitesi’nden doktorasını aldı ve ardından İngiltere’nin Manchester şehrinde bulunan Victoria Üniversitesi’nde Ernest Rutherford’ın gözetiminde çalışmalarına devam etti.
1911 yılında, Bohr, Cambridge’e ziyarette bulunarak Cavendish Laboratuvarı’ndaki deneysel çalışmaları takip etti. Sir JJ Thomson’ın rehberliğinde çalışırken kendi teorik çalışmalarına da devam etti. Ardından, 1912 yılında Profesör Rutherford’un Manchester’daki laboratuvarında çalışmalarına katıldı. Bohr, Rutherford’un teorilerinden yola çıkarak atomik yapı modelini 1913 yılında yayınladı. Bu model, atomun çekirdeği etrafındaki yörüngelerde hareket eden elektronlar teorisini ortaya koydu ve bugün hala yaygın olarak kullanılan ve eğitimsel bir basitleştirme olarak öğretilen bir modele dönüştü.
Modelde, elementin kimyasal özelliklerinin büyük ölçüde dış yörüngelerdeki elektronların sayısı tarafından belirlendiği ifade ediliyordu. Ayrıca, Bohr, bir elektronun daha yüksek enerjili bir yörüngeden daha düşük bir yörüngeye geçerken, ayrı bir enerji paketi olan bir foton (ışık kuantumu) yayarak enerji düşüşü gerçekleştirebileceğini öne sürdü. Bu fikir, kuantum teorisinin temellerinden biri olarak kabul edildi.
Bohr, babasının izinden giderek 1916 yılında Kopenhag Üniversitesi’nde profesör unvanını aldı. 1920 yılında ise yeni kurulan “Teorik Fizik Enstitüsü”nün yöneticisi olarak atandı. 1922 yılında, atomların yapısı ve atomlardan yayılan radyasyonun araştırılmasına yaptığı katkılardan dolayı Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü. Bu başarılar onun bilimsel kariyerindeki önemli dönüm noktaları oldu.
1930’lardan itibaren, Bohr’un Enstitüsü’ndeki çalışmaları atom çekirdeğinin yapısı, dönüşümleri ve parçalanmaları üzerine odaklandı. Ayrıca, 1933-1962 yılları arasında yayınlanan çeşitli makalelerde kuantum fiziğiyle ilgili sorunların çözülmesine katkıda bulundu ve bu konudaki tartışmalara açıklık getirdi.
1943 yılında, Alman polisinin tutuklamasından kısa bir süre önce, Bohr İsveç’e kaçtı ve daha sonra Londra’ya gitti. Daha sonra Los Alamos’ta, güvenlik nedenleriyle varsayılan olarak tanınan Nicholas Baker adıyla iddia edilen Manhattan Projesi’nde çalıştığı söyleniyor. Ancak, projede bilgili bir danışman olarak kabul edildiği için rolü sınırlıydı. Savaştan sonra, nükleer enerjinin barışçıl amaçlarla kullanılmasını savunmak amacıyla Kopenhag’a döndü. 1955 yılında, Cenevre’de düzenlenen ilk Barış İçin Atom Konferansı’nı organize etti.
Niels Bohr ve eşi Margrethe’nin altı çocuğu bulunmaktaydı ve bunlardan biri olan Aage Niels Bohr, son derece başarılı bir fizikçi olarak yetişti ve aynı zamanda Nobel Ödülü kazananlar arasında yer aldı. Niels Bohr, 1962 yılında Kopenhag’da vefat etti. Onun anısına Bohrium elementi ismi verildi ve bu da bir onur olarak kabul edildi.