John Charnley nacque a Bury nel Lancashire il 19 agosto 1911. Suo padre, Arthur Walker Charnley, era proprietario della farmacia sulla Princess Street al numero 25; sua madre Lily lavorò come infermiera al Crumpsall Hospital. John aveva una sorella, Mary Clare. La sua formazione scolastica iniziò nel 1919 alla Bury Grammar School, da cui nel 1922 passò alla Senior School. Sin dagli albori mostrò propensione verso le materie scientifiche e fu indirizzato e motivato allo studio della chimica e della fisica. Nell'autunno del 1929 ottenne l'ammissione alla facoltà di Medicina della Victoria University of Manchester, dove si laureò in Medicina, Chirurgia e Scienze (anatomia e fisiologia) nel 1935.