A King William's College-ben tanult matematikát Cambridge-ben. 1885-ben fizikát tanult a Cavendish Laboratory-ban. 1886-tól 1909-ig Ausztráliában az Adelaide-i egyetem professzora, 1909-1915-ig a Leeds-i egyetem professzora, majd a londoni University College fizikaprofesszora volt. Miután Max von Laue felfedezte a röntgensugarak kristályokon való elhajlását, fiával, William Lawrence Bragg-gel együtt a kristályok szerkezetét derítették fel röntgensugarak segítségével, megalapították a röntgenkrisztallográfiát. Vizsgálataikhoz röntgenspektrométert szerkesztett, mellyel a röntgensugarak hullámhosszát mérték meg. Az 1. világháború alatt vízalatti hangterjedés méréseket végzett a tengeralattjárók helyzetének meghatározására. Röntgenkrisztallográfiai kutatásaik eredményéért 1915-ben fiával közösen fizikai Nobel-díjat kapott. A Nobel-díjak történetében ez az egyetlen eset, amikor apa és fia együtt részesült a díjban. 1920-ban lovaggá ütötték. 1935-ben a Royal Society elnökévé választották. 16 egyetem választotta díszdoktorává.