Օպենհեյմերը 1925 թ-ին ավարտել է Հարվարդի համալսարանը, 1925–26 թթ-ին գիտելիքները կատարելագործել Քեմբրիջի, 1927 թ-ին՝ Գյոթինգենի համալսարաններում: 1929–47 թթ-ին աշխատել է Կալիֆոռնիայի համալսարանում ու տեխնոլոգիական ինստիտուտում, 1936 թ-ից՝ պրոֆեսոր: 1939–45 թթ-ին Օպենհեյմերը ղեկավարել է ԱՄՆ-ում ատոմային ռումբի ստեղծման աշխատանքները. 1943–45 թթ-ին գլխավորել է Լոս Ալամոսի գիտական լաբորատորիան: 1946–52 թթ-ին նա եղել է նաև ԱՄՆ-ի ատոմային էներգիայի հանձնաժողովի գլխավոր խորհրդատվական կոմիտեի նախագահը:1947–66 թթ-ին Պրինստոնի հեռանկարային հետազոտությունների ինստիտուտի տնօրենն էր: Ջրածնային ռումբի ստեղծման դեմ հասարակական ելույթների և ատոմային էներգիան միայն խաղաղ նպատակներով օգտագործելու կոչերի համար 1953 թ-ին Օպենհեյմերը զրկվել է բոլոր պաշտոններից, ԱՄՆ-ի կառավարության կողմից մեղադրվել «անօրինապահ լինելու» մեջ, արգելվել է նրա մասնակցությունը գաղտնի աշխատանքներին: Օպենհեյմերը մի շարք երկրների գիտությունների ակադեմիաների անդամ էր, 1948թ-ից՝ նաև Ամերիկյան ֆիզիկական ընկերության նախագահ: Աշխատանքները վերաբերում են միջուկային ֆիզիկային, քվանտային մեխանիկային, իզոտոպների բաժանման, տիեզերական ճառագայթների, տարրական մասնիկների ֆիզիկային, տեսական աստղաֆիզիկային: Մշակել է երկատոմ մոլեկուլի կառույցի տեսությունը, բացահայտել գամմա- ճառագայթներում զույգերի առաջացման մեխանիզմը, զարգացրել միջուկները դեյտրոններով ռմբահարելուց առաջացող շարժընթացների տեսությունը: Ամերիկացի ֆիզիկոս Մ. Ֆիլիպսի հետ Օպենհեյմերը մշակել է խզվող միջուկային ռեակցիաների տեսությունը (Օպենհեյմեր-Ֆիլիպսի ռեակցիաներ), ուսումնասիրել գամմա-ճառագայթների ներքին փոխարկումը (կոնվերսիա), պարզել այդ ճառագայթներում զույգերի առաջացման մեխանիզմը, մշակել տիեզերական հեղեղների կասկադային տեսությունը: Օպենհեյմերի մի շարք ուսումնասիրություններ վերաբերում են նեյտրոնային աստղերի մոդելների հաշվարկներին: Նա կանխագուշակել է նաև «սև խոռոչների» գոյությունը:
| 
