Nacido en Port Colborne , Ontario , hijo de Thomas John O'Neill, un inmigrante irlandés, y Mary Jane Henderson, O'Neill recibió una licenciatura en ciencias y una maestría en ciencias en geología y minería de la Universidad McGill en 1909 y 1910. Obtuvo un Ph.D. en geología estructural y petrografía de la Universidad de Yale en 1912. De 1912 a 1913, realizó un trabajo posdoctoral en la Universidad de Wisconsin . [1]
O'Neill trabajó para el Servicio Geológico de Canadá de 1909 a 1913 y de 1914 a 1920. En 1913, pasó un año como geólogo en la Expedición al Ártico Canadiense de Vilhjalmur Stefansson . En 1920, trabajó para Whitehall Petroleum Co. en India . En 1921, fue nombrado profesor asistente de geología en la Universidad McGill. En 1929, se convirtió en Jefe del Departamento de Geología. De 1935 a 1939 fue Decano de Ciencias. También se desempeñó como Decano de Estudios de Posgrado e Investigación (1938-1942) y Decano de Ingeniería (1942-1952). De 1948 a 1952 fue subdirector. Se retiró en 1952. [1]
Miembro de la Royal Society of Canada , fue su presidente de 1950 a 1951. Fue fundador, gobernador y presidente de la junta del Arctic Institute of North America . [2] En 1999, un nuevo mineral de Mont Saint-Hilaire fue nombrado " oneillita " en su honor. [1]