1940, ноябрь — выступил с докладом о делении тяжелых ядер на последнем перед войной V Всесоюзном совещании по физике атомного ядра. Разработал и направил в Президиум АН СССР первый план работ по цепным ядерным реакциям.
1941, 22 июня — началась Великая Отечественная война. Закрыты работы по ядерной тематике.
Июль — вместе с сотрудниками лаборатории включился в работы А. П. Александрова по защите кораблей от магнитных мин.
Август — назначен научным консультантом Управления кораблестроения ВМФ СССР. Возглавлял работы по размагничиванию кораблей ВМФ, в том числе в Севастополе (конец июля — октябрь 1941 года), Поти и Туапсе (ноябрь 1941 года), Баку (декабрь — начало 1942 года), Полярном (февраль 1943 года).
29 августа — в блокадном Ленинграде скончался отец Курчатова Василий Алексеевич.
1942, январь — апрель — тяжелая болезнь Курчатова в Казани.
Апрель — Курчатову и ряду других сотрудников ЛФТИ присуждена Государственная премия за разработку и внедрение методов размагничивания кораблей.
12 апреля — в Вологде при эвакуации из Ленинграда скончалась мать Курчатова Мария Васильевна.
16 апреля — стал работать заведующим «броневой» лабораторией ЛФТИ в Казани (до марта 1943 года), оставаясь одновременно сотрудником лаборатории по защите кораблей.
Октябрь — подготовил по поручению правительства «Записку о возобновлении работ по делению урана».
1943, 9 января — возвращение в Москву.
10 марта — назначен руководителем работ по использованию атомной энергии.
12 апреля — издано распоряжение АН СССР об организации Лаборатории № 2 АН СССР.
14 августа — издан приказ по казанской группе ЛФТИ, определивший состав самостоятельной лаборатории Академии наук. Заведующим Лабораторией № 2 АН СССР назначен профессор И. В. Курчатов.
29 сентября — избран в действительные члены АН СССР.
1944, 25 сентября — осуществляет в Лаборатории № 2 совместно с Л. М. Неменовым пуск первого московского циклотрона М-1.
17 октября — в Лаборатории № 2 АН СССР Б. В. Курчатовым с сотрудниками получены первые «индикаторные» количества плутония.
Декабрь — в лаборатории Гиредмета получен первый слиток металлического урана.
1945, весна — под руководством Курчатова начата разработка проекта первого промышленного реактора.
1946, 25 декабря — Курчатов с сотрудниками впервые в Евразии осуществляет на сооруженном в Лаборатории № 2 АН СССР опытном уран-графитовом реакторе Ф-1 цепную ядерную реакцию.
1947 — в Лаборатории № 2 АН СССР пущен большой циклотрон. По инициативе Курчатова в МГУ организован физико-технический факультет, в дальнейшем преобразованный в МИФИ.
1948, июль — осуществил физический пуск первого промышленного реактора для производства плутония, вывел реактор на полную мощность.
1949, 4 апреля — по предложению И. В. Курчатова Лаборатория № 2 АН СССР названа Лабораторией измерительных приборов АН СССР (ЛИПАН).
29 августа — под руководством Курчатова в СССР испытана первая атомная бомба.
29 октября — присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением золотой медали «Серп и Молот» и второго ордена Ленина, присуждена во второй раз Государственная премия.
13–14 декабря — осуществлен пуск синхроциклотрона на 400 МэВ в городе Дубне. Основана Гидротехническая лаборатория, позже преобразованная в Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ).
Конец года — вместе с Н. А. Доллежалем приступил к разработке проекта первой атомной электростанции.
1950, весна — под руководством И. В. Курчатова в ЛИПАН начато строительство высокоточного исследовательского реактора, материаловедческой и радиохимической лабораторий.
11 октября — избран делегатом от Академии наук СССР на II Всесоюзную конференцию сторонников мира.
1951, май — развертывает в ЛИПАН исследования по управляемым термоядерным реакциям и передает в Обнинск руководство проектированием и сооружением первой в мире атомной электростанции.
8 декабря — вторично присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением третьего ордена Ленина.
1952, 9 сентября — по инициативе И. В. Курчатова принято постановление Совета министров СССР № 4098–1616 «О проектировании и строительстве объекта № 627» — атомной подводной лодки для ВМФ — «Ленинский комсомол».
1953, 12 августа — под руководством Курчатова испытана первая в мире термоядерная бомба.
Конец года — под руководством Курчатова и А. П. Александрова начато проектирование первого в мире атомного ледокола «Ленин».
1954, 4 января — И. В. Курчатов стал первым в СССР трижды Героем Социалистического Труда, в четвертый раз удостоен звания лауреата Государственной премии.
27 июня — руководил пуском первой в мире атомной электростанции в городе Обнинске.