1929 yılında, Arthur Harden ile birlikte, "şekerin fermantasyonu ve fermantatif enzimler üzerine araştırmaları için" Nobel Kimya Ödülü'ne nail görülmüştür.1902 yılında İsveç vatandaşlığına geçmiştir. Buna rağmen I. Dünya Savaşı'nda Alman Ordusu'nda görev yapmaya hazır olduğunu bildirmiş, bunun üzerine 1915 yılında hava kuvvetlerine katılmıştır.

1906-1941 yıllarında Stockholm Üniversitesi'nde genel ve organik kimya profesörü ve 1938-1948 yıllarında üniversitenin organik-kimyasal araştırmalar enstitüsünde direktör olarak görev yaptı.

1914'te alkolik fermatasyon ve maya kimyası üzerine bir kitabı yayımlandı. George de Hevesy ile birlikte icat ettikleri yeni bir teknikle etiketli bileşikler kullanarak, 1935 yılının sonlarında tümör biyokimyası ve özellikle tümörlerdeki nükleik asitleri araştırdı.

Bir koenzim olan NAD+ ilk kez Britanyalı biyokimyacılar Arthur Harden ve William Youndin tarafından 1906 yılında keşfedildi. Ardından, von Euler-Chelpin, fermantasyonun kimyasını açıklığa kavuşturmak için, sürecin her bir fazındaki substratların tanımlanması gerektiğinin farkına varmış ve bu konuda çalışmalar yapmıştır. Bu araştırmaların sonunda hücresel biyolojide oksidasyon/redüksiyon sürecinden sorumlu enzimlerin aktifleşmesi için bir koenzimin olması gerektiğini belirlemiştir.

İki kez evlenen von Euler-Chelpin, ilk evliliğini kimyager Per Teodor Cleve'ın kızı botanikçi ve jeolog Astrid Cleve ile yapmıştır. Bu evliliğinden beş çocuğu, ikinci evliliğinden ise dört çocuğu olmuştur. İlk evliliğinden olan çocuklarından Ulf von Euler, 1970 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü kazanmıştır.