Чеслав Бялобжеский родился в г. Пошехонье близ Ярославля (ныне Ярославская область) в семье врача Теофила Бялобжеского.Окончил в 1901 году физико-математический факультет Киевского университета Св. Владимира. Назначен экстраординарным профессором кафедры физики и физической географии университета. Защитил диссертацию на тему «Ионизация твердых и жидких диэлектриков на физико-математическом факультете и 22 апреля 1912 года удостоен степени магистра физики.
В 1907, 1912, 1914 выезжал в летнее время за границу с научной целью.
В 1919 — член Гидрологической секции, заместитель председателя секции прикладной физики Постоянной комиссии для изучения природных богатств Советской Украины УАН.
С 1919 года работает в польских университетах: Краковском (1919-1921) и Варшавском (1921-1953).
С 1931 по 1953 на посту директора Института теоретической физики при Варшавском университете.
В 1910 первым из польских физиков поддержал созданную А. Эйнштейном специальной теории относительности, которая еще в то время не получила полного признания.
Он сосредоточил свое внимание на математическом выведении понятия относительности расстояния и времени.Чеслав Бялобжеский сделал вклад в распространение идей квантовой механики. Проанализировав теории о строении атома, которые рассматривались физиками, начиная от атомных теорий древних греков до теории Бора, показал, что классическая механика и электродинамика к изучению атома неприменима.