Henri Longchambon est étudiant lorsque éclate la guerre de 1914. Il s'engage sans attendre l'appel de sa classe et se voit confier le commandement d'une batterie d'artillerie de tranchée. Sa conduite valeureuse lui vaut d'être nommé chevalier de la Légion d'honneur et décoré de la croix de guerre 1914-1918.
A la fin des hostilités, il reprend ses études et entame une brillante carrière scientifique et universitaire. Maître de conférences à Montpellier, puis professeur de minéralogie à la faculté des sciences de Lyon, il est nommé directeur du Centre national de la recherche scientifique appliquée, en 1938. A ce titre, il est informé de toutes les découvertes intéressant la défense nationale.
En juin 1940, après avoir détruit dans ses laboratoires le matériel scientifique qui aurait pu tomber aux mains des Allemands, il quitte la France pour l'Angleterre en emportant avec lui toute la documentation technique sur l'eau lourde.
Henri Longchambon revient en France en 1942. Il installe une fabrique de charbon de bois dans les forêts d'Auvergne, qui accueille de nombreux réfractaires au STO. Pour sa participation active à la Résistance et à l'organisation du maquis, il est décoré de la médaille de la Résistance à la Libération.
Nommé préfet du Rhône puis commissaire de la République pour la région Rhône-Alpes, il devient ministre du Ravitaillement en 1946.
L'année suivante, il est élu au Conseil de la République pour représenter les Français de l'étranger et siège dans les rangs de la Gauche démocratique.
Remarqué lors de ses interventions pour sa compétence en matière scientifique et économique, il est nommé secrétaire d'État à la recherche scientifique et au progrès technique en 1954, et présidera le Conseil supérieur de la recherche scientifique jusqu'en 1958.