Schawlow Mount Vernon, New York'ta doğdu. AnnesiKanadalı Helen (Mason) ve babası Arthur ise birLetonya Yahudisi göçmendi. Schawlow, annesi Helen'in dini Protestan dini içerisinde yetişmiştir.[2] Arthur henüz üç yaşındayken ailesi Kanada Toronto'ya taşındılar.
16 yaşına geldiğinde daha sonra adı Vaughan Collegiate Enstitüsü olarak değişin Vaughan Yolu Akademisi'nden mezun oldu. Bu esnadaToronto Üniversitesi (Victoria Koleji)'nde bir bilim bursu kazandı. Schawlow lisans diplomasını aldıktan sonra öğrenimi Dünya Savaşı nedeniyle kesildi ve daha sonra Toronto Üniversitesi'nde lisansüstü okumaya devam etti. Savaşın ardından Schawlow, Profesör Malcolm Crawford ile Toronto Üniversitesi'nde doktora çalışmalarına başladı. Daha sonra 1949 yılı sonbaharında Kolombiya Üniversitesi fizik bölümündeCharles Townes ile birlikte doktora sonrası pozisyon alarak çalıştı.
1951 yılında fizikçiCharles Hard Townes'in kız kardeşi Aurelia Townes ile evlendi ve bu evlilikten Arthur Jr, Helen ve Edith isimli üç çocukları oldu. Çocuklarından Arthur Jr'ınotistik bir rahatsızlığı bulunuyordu ve çok az konuşabiliyordu.
Kendisini Ortodoks Protestan Hristiyan olarak kabul eden Schawlow aynı zamanda Metodist Kilisesine katıldı.[2]
1951 yılında Bell Laboratuvarlarında kendisine sunulan bir teklif üzerine çalışmaya başladı. Bu işi 1961 yılındaStanford Üniversitesi'nde profesörlük yapmak için bıraktı. Profesörlüğe 1966 yılında emekli oluncaya kadar devam etti.
