Советский физик, академик (с 1946 г.). Родился в Петербурге. Окончил Петроградский университет (1915 г.). В 1916 — 1938 гг. работал в Ленинградском политехническом институте и одновременно в 1925 — 1938 гг.— в Физико-техническом институте АН СССР. С 1938 г. работает в Физическом институте АН СССР (в 1951—1973 гг.—директор) и одновременно в 1946—1960 гг.— организатор и директор Научно-исследовательского института ядерной физики Московского университета.
Научные работы посвящены ядерной физике, физике космических лучей и физике высоких энергий. Первый (совместно в П. Л. Капицей) поместил камеру Вильсона в магнитное поле и начал количественные исследования взаимодействия релятивистских частиц с веществом. Этот цикл работ сыграл существенную роль в проверке основных теоретических представлений взаимодействия гамма-квантов с электронами вещества. В частности, его опыты по наблюдению электронов отдачи от гамма-лучей дали прямое подтверждение гипотезы квантовой природы света и создали новый метод спектроскопии гамма-лучей. Дальнейшие его опыты с камерой Вильсона впервые показали (1927 г.) наличие в космических лучах частиц высокой энергии и стимулировали развитие физики космических лучей, положив начало исследованиям природы космического излучения.
В 1929 г., анализируя распределение частиц высокой энергии по снимкам, сделанным в камере Вильсона, открыл явление генетической связи частиц высоких энергий в космических лучах, или космические ливни, что было также подтверждено фотографиями ливней в опытах П. Блэкетта и Дж. Оккиалини. Скобельцын осуществил глубокий анализ условий образования электронно-фотонной компоненты космических лучей.
Под руководством Скобельцына получили широкое развитие исследования космического излучения на значительных высотах с помощью шаров-зондов и начат на Памире (1944 г.) большой цикл работ по изучению широких атмосферных ливней. Вместе с сотрудниками Скобельцын пришел к выводу, что последние являются не «чистыми» электронно-фотонными ливнями, а продуктом сложного ядерно-каскадного процесса, и построил новую ядерно-каскадную схему образования и развития широких атмосферных ливней, назвав их электронно-ядерными. В 1951 г. Скобельцыну за открытие и изучение электронно-ядерных ливней и ядерно-каскадного процесса присуждена Государственная премия СССР.
В 1947 г. Скобельцын начал первые опыты по изучению космических лучей с помощью ракет. Его исследования послевоенных лет дали возможность сделать вывод о существовании в космических лучах ядерных частиц со временем жизни, меньшим 10-9сек. По существу это было предсказание π-мезона, открытого в 1950 г.
Скобельцын — известный общественный деятель, с 1950 г.— Председатель Комитета по международным Ленинским премиям «За укрепление мира между народами», лауреат этой премии (1975 г.). Герой Социалистического Труда (1969 г.).