Fue el menor de los 6 hijos del viticultor Thomas Dewar y de su esposa Ann Eadie, ambos le brindaron a jemes un ámbito propicio para el estudio enviándolo a la Escuela Parroquial de Kincardine y luego a la Dollar Academy. Cuando se disponía a ingresar a la Universidad de Edimburgo, sus padres mueren con pocos meses de diferencia comprometiendo la continuidad de sus estudios. Con astucia logró ser aceptado como secretario de estudiantes de los últimos cursos de la carrera de Química, permitiéndole iniciar su propia carrera hasta que por su desempeño fue contratado por la misma Universidad, su carrera de post grado la realizó en Bélgica, en la Universidad de Gante. Con solo 25 años logró importantes avances en el estudio del Benceno, por este trabajo, su profesor de Gante lo propone como miembro de la Royal Society of Edinburgh. En 1869 comenzó a ampliar su campo de acción, se especializó en la electrofotometría, espectroscopía, química orgánica y licuefacción de los llamados gases permanentes. En 1875 fue elegido Profesor de Filosofía Natural Experimental en la Universidad de Cambridge y posteriormente nombrado Presidente de la Chemical Society. Entre sus aportes a la ciencia se destacan sus estudios del Oxígeno y el Ozono, ser el primero en obtener hidrógeno líquido e hidrógeno sólido y el descubridor que el carbón frío podía producir vacío. Sin embargo es conocido internacionalmente por un aporte a la vida cotidiana, el "Termo", diseñado como vasos con camisa de vacío para el almacenamiento de gases licuados, pronto vio su utilización para mantener líquidos muy fríos o muy calientes por largo tiempo sin que esa temperatura interior se traslade a su envase exterior, es por eso que se lo conoce mundialmente como el "Frasco Dewar". Fue nombrado caballero en 1904, pero cuando sus laboratorios y estudios se redirigieron a la industria bélica debido a la Primera Guerra Mundial, decidió no colaborar con ello y vivió casi retirado hasta su muerte el 27 de Marzo de 1923.
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