
1894年(明治27)に東京帝国大学理科大学物理学科へ進学し、地球物理学・磁気学等を専攻、1897年(明治30)に卒業後、大学院へ進み、長岡半太郎の指導下で強磁性金属の磁化、応力、ひずみの相互関係について研究しました。1901年(明治34)に東京帝国大学理科大学物理学科講師となり、1906年(明治39)に理学博士の学位を得て、翌年からドイツ・イギリスに留学、物理学の研究に没頭します。
1911年(明治44)に帰国後、東北帝国大学理科大学開設時に物理学科教授となり、1915年(大正4)には、加熱しながら化学反応の測定ができる本多式熱天秤を開発しました。1916年(大正5)に臨時理化学研究所第二部研究主任となり、高木弘と共にKS鋼を発明、鉄に関する研究で、帝国学士院賞を受賞、翌年には、従五位となります。
1919年(大正8)に東北帝国大学附属鉄鋼研究所初代所長に就任、1922年(大正11)に東北帝国大学附属金属材料研究所初代所長に就任、英国鉄鋼協会ベッセマー賞を受賞、帝国学士院会員となり、1924年(大正13)には、米国金属学会名誉会員ともなりました。1931年(昭和6)に東北帝国大学総長に就任、米国フランクリン協会エリオット・クレッソン・メダルを授与され、1933年(昭和8)にドイツ、ゲッティンゲン大学名誉理学博士となり、1934年(昭和9)には、KS磁石鋼より更に強力な新KS鋼を発明します。
1937年(昭和12)に日本金属学会設立に尽力して初代会長となり、第1回文化勲章を受章、1940年(昭和15)に東北帝国大学総長を退任、名誉教授となり、興亜工業大学(現在の千葉工業大学)設立に参画、正三位となり、勲一等瑞宝章を受章しました。1944年(昭和19)に金属材料研究所長事務取扱として戦時研究を指導、1949年(昭和24)に東京理科大学初代学長に就任、仙台名誉市民となり、1951年(昭和26年)には。文化功労者に選ばれています。
1953年(昭和28)に東京理科大学学長を辞めましたが、1954年(昭和29年)2月12日に、東京都において、83歳で亡くなり、勲一等旭日大綬章を追贈されました。尚、1956年(昭和31)に、その業績を記念する財団法人本多記念会が発足、金属に関する優れた研究に贈る本多記念賞が設けられています。
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