В 1962 году я посетил министра атомной промышленности, находившегося в тот момент на лечении в загородном правительственном санатории вместе с заместителем министра иностранных дел, и изложил важную идею, на которую в то время мое внимание обратил один из моих друзей. В этот период уже несколько лет велись переговоры о запрещении ядерных испытаний, упиравшиеся в трудность контроля за подземными взрывами. Но радиоактивное заражение возникает лишь при взрывах в атмосфере, в космосе и в океане. Поэтому ограничение соглашения о запрещении испытаний этими тремя средами решает обе проблемы (заражения и контроля). Необходимо упомянуть, что с подобным предложением ранее выступал президент Эйзенхауэр, но тогда оно не встретило понимания с советской стороны. В 1963 году по инициативе Хрущева и Кеннеди был заключен так называемый Московский договор, в котором эта идея была реализована. Возможно, моя инициатива способствовала этому историческому акту.
В 1964 году я выступил на собрании Академии наук СССР (в связи с выборами одного из соратников Лысенко) и публично коснулся «запретной» темы о положении в советской биологии, где десятилетиями преследовалась как «лженаука» современная генетика, а ученые, работавшие в этой области, подвергались жестоким гонениям и репрессиям. Затем я подробно развил эти мысли в письме на имя Н. С. Хрущева. Оба выступления имели очень широкий отклик, впоследствии в какой-то мере способствовали исправлению положения. Тогда впервые мое имя появилось в советской прессе в статье президента Академии сельскохозяйственных наук, содержавшей самые беспардонные нападки на меня.
Для меня лично эти события имели большое психологическое значение, а также расширили круг лиц, с которыми я общался. В частности, я познакомился с братьями Жоресом и Роем Медведевыми. Ходившая по рукам, минуя цензуру, рукопись биолога Жореса Медведева была первым произведением «самиздата» (появившееся за несколько лет перед этим слово для обозначения нового общественного явления), которое я прочел. Я прочел также в 1967 году рукопись книги историка Роя Медведева о преступлениях Сталина. Обе книги, особенно последняя, произвели на меня очень большое впечатление. Как бы ни складывались наши отношения и принципиальные разногласия с Медведевыми в дальнейшем, я не могу умалить их роли в своем развитии.
В 1966 году я принял участие в коллективном письме XXIII съезду КПСС о культе Сталина. В том же году я послал телеграмму Верховному Совету РСФСР о намечавшемся тогда новом законе, который открывал возможности широких преследований за убеждения (статья 190-1 УК РСФСР). Так впервые моя судьба переплелась с судьбой той малочисленной, но очень весомой в нравственном и, смею сказать, в историческом плане группы людей, впоследствии получивших название «инакомыслящие». (Лично мне больше по душе старое русское слово «вольномыслящие».) Очень скоро мне пришлось выступить в письме на имя Брежнева против ареста четырех из них: А. Гинзбурга, Ю. Галанскова (трагически погибшего в лагере в 1972 году), В. Лашковой и Добровольского. В связи с этим письмом и предыдущими действиями министр ведомства, которому я был подчинен, сказал обо мне, что Сахаров крупный ученый и мы его хорошо наградили, но он «шалавый политик».
В 1967 году я написал для одного распространявшегося в служебном порядке сборника футурологическую статью о будущей роли науки в жизни общества и о будущем самой науки. В том же году мы вдвоем с журналистом Э. Генри написали для «Литературной газеты» статью о роли интеллигенции и опасности термоядерной войны. ЦК КПСС не дало разрешения на публикацию этой статьи, однако неведомым мне способом она попала в «Политический дневник» — таинственное издание, как предполагают, нечто вроде «самиздата» для высших чиновников. Обе эти оставшиеся малоизвестными статьи легли через год в основу работы, которой суждено было сыграть центральную роль в моей общественной деятельности.