Кронин окончил в 1951 г. Южный методистский университет и продолжил образование в Чикагском университете, где в 1955 г. получил степень доктора философии. После этого он работал в Брукхэвенской национальной лаборатории. С 1958 г. по 1971 г. работал в Принстонском университете, после чего стал профессором в Чикагском университете.
Кронин работал над распадом гиперонов и производством мюонов. Он определил полное эффективное сечение рассеяния пионов на протонах и усовершенствовал искровую камеру, которую он первым из физиков стал применять для регистрации частиц по фотографиям искр.
В настоящее время работает в области физики элементарных частиц над эффектом Кронина.
В 1980 г. получил, совместно с Валом Фитчем, Нобелевскую премию по физике.
