拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇諾波利。父親是一位大學數學、物理教授，自幼對他進行科學啟蒙教育，培養他對音樂和樂器的愛好。他天資出眾，16歲大學畢業，以第一名獲物理學金獎。19歲又以優異成績獲碩士學位。1906年，他僅18歲，就在英國著名科學雜志《自然》發表了論文，是關于光的衍射效應的。由于生病，拉曼失去了去英國某個著名大學作博士論文的機會。獨立前的印度，如果沒有取得英國的博士學位，就沒有資格在科學文化界任職。但會計行業是唯一的例外，不需先到英國受訓。于是拉曼就投考財政部以謀求職業，結果獲得第一名，被授予總會計助理的職務。拉曼在財政部工作很出色，擔負的責任也越來越重，但他并不想沉浸在官場之中。他念念不忘自己的科學目標，把業余時間全部用于繼續研究聲學和樂器理論。加爾各答有一所學術機構，叫印度科學教育協會，里面有實驗室，拉曼就在這里開展他的聲學和光學研究。經過十年的努力，拉曼在沒有高級科研人員指導的條件下，靠自己的努力作出了一系列成果，也發表了許多論文。1917年加爾各答大學破例邀請他擔任物理學教授，使他從此能專心致力于科學研究。他在加爾各答大學任教十六年期間，仍在印度科學教育協會進行實驗，不斷有學生、教師和訪問學者到這里來向他學習、與他合作，逐漸形成了以他為核心的學術團體。許多人在他的榜樣和成就的激勵下，走上了科學研究的道路。其中有著名的物理學家沙哈（M.N.Saha）和玻色（S.N.Bose）。這時，加爾各答正在形成印度的科學研究中心，加爾各答大學和拉曼小組在這里面成了眾望所歸的核心。1921年，由拉曼代表加爾各答大學去英國講學，說明了他們的成果已經得到了國際上的認同。
拉曼返回印度后，立即在科學教育協會開展一系列的實驗和理論研究，探索各種透明媒質中光散射的規律。許多人參加了這些研究。這些人大多是學校的教師，他們在休假日來到科學教育協會，和拉曼一起或在拉曼的指導下進行光散射或其它實驗，對拉曼的研究發揮了積極作用。七年間他們共發表了大約五六十篇論文。他們先是考察各種媒質分子散射時所遵循的規律，選取不同的分子結構、不同的物態、不同的壓強和溫度，甚至在臨界點發生相變時進行散射實驗。1922年，拉曼寫了一本小冊子總結了這項研究，題名《光的分子衍射》，書中系統地說明了自己的看法。在最后一章中，他提到用量子理論分析散射現象，認為進一步實驗有可能鑒別經典電磁理論和光量子碰撞理論孰是孰非。
1923年4月，他的學生之一拉瑪納桑（K.R.Ramanathan）第一次觀察到了光散射中顏色改變的現象。實驗是以太陽作光源，經紫色濾光片后照射盛有純水或純酒精的燒瓶，然后從側面觀察，卻出乎意料地觀察到了很弱的綠色成份。拉瑪納桑不理解這一現象，把它看成是由于雜質造成的二次輻射，和熒光類似。因此，在論文中稱之為“弱熒光”。然而拉曼不相信這是雜質造成的現象。如果真是雜質的熒光，在仔細提純的樣品中，應該能消除這一效應。
在以后的兩年中，拉曼的另一名學生克利希南（K.S.Krishnan）觀測了經過提純的65種液體的散射光，證明都有類似的“弱熒光”，而且他還發現，顏色改變了的散射光是部分偏振的。眾所周知，熒光是一種自然光，不具偏振性。由此證明，這種波長變化的現象不是熒光效應。
拉曼和他的學生們想了許多辦法研究這一現象。他們試圖把散射光拍成照片，以便比較，可惜沒有成功。他們用互補的濾光片，用大望遠鏡的目鏡配短焦距透鏡將太陽聚焦，試驗樣品由液體擴展到固體，堅持進行各種試驗。
與此同時，拉曼也在追尋理論上的解釋。1924年拉曼到美國訪問，正值不久前A.H.康普頓發現X射線散射后波長變長的效應，而懷疑者正在挑起一場爭論。拉曼顯然從康普頓的發現得到了重要啟示，后來他把自己的發現看成是“康普頓效應的光學對應”。拉曼也經歷了和康普頓類似的曲折，經過六七年的探索，才在1928年初作出明確的結論。拉曼這時已經認識到顏色有所改變、比較弱又帶偏振性的散射光是一種普遍存在的現象。他參照康普頓效應中的命名“變線”，把這種新輻射稱為：“變散射”（modified scattering）。拉曼又進一步改進了濾光的方法，在藍紫濾光片前再加一道鈾玻璃，使入射的太陽光只能通過更窄的波段，再用目測分光鏡觀察散射光，竟發現展現的光譜在變散射和不變的入射光之間，隔有一道暗區。
就在1928年2月28日下午，拉曼決定采用單色光作光源，做了一個非常漂亮的有判決意義的實驗。他從目測分光鏡看散射光，看到在藍光和綠光的區域里，有兩根以上的尖銳亮線。每一條入射譜線都有相應的變散射線。一般情況，變散射線的頻率比入射線低，偶爾也觀察到比入射線頻率高的散射線，但強度更弱些。
不久，人們開始把這一種新發現的現象稱為拉曼效應。1930年，美國光譜學家武德（R.W.Wood）對頻率變低的變散射線取名為斯托克斯線；頻率變高的為反斯托克斯線。