Mottelson gimė Čikagoje, Ilinojaus valstijoje, Georgijos (Blum) ir Goodman Mottelson, inžinieriaus, sūnumi. Jis baigė Lyons Township High School LaGrange, Ilinojus. Jis gavo bakalauro laipsnį iš Purdue universiteto 1947 m. ir daktaro laipsnį branduolinės fizikos iš Harvardo universiteto 1950 m. Klausimas: Kada jis baigė Purdue?
1947 m.