Я с отличием окончил школу в 1938 году и тогда же поступил на физический факультет Московского университета. Окончил его тоже с отличием уже во время войны, в 1942 году, в эвакуации, в Ашхабаде. Летом и осенью 1942 года несколько недель жил в Коврове, куда первоначально был направлен на работу по окончании университета, затем работал на лесозаготовках в глухой сельской местности под Мелекессом. С этими днями связаны мои первые, самые острые впечатления о жизни рабочих и крестьян в то трудное время. В сентябре 1942 года направлен на большой военный завод на Волге, где работал инженером-изобретателем до 1945 года. На заводе стал автором ряда изобретений в области контроля продукции (в университете я не сумел включиться в активную научную работу). В 1944 году, работая на заводе, я написал несколько статей по теоретической физике и направил их в Москву на отзыв. Эти первые работы никогда не были опубликованы, но они дали мне то чувство уверенности в своих силах, которое так необходимо каждому научному работнику.
С 1945 года я — аспирант Физического института AH СССР им. Лебедева. Мой руководитель, имевший на меня большое влияние, — крупнейший физик-теоретик Игорь Евгеньевич Тамм, впоследствии академик и лауреат Нобелевской премии по физике. В 1948 году — включен в научно-исследовательскую группу по разработке термоядерного оружия. Руководителем группы был И. Е. Тамм. Последующие двадцать лет — непрерывная работа в условиях сверхсекретности и сверхнапряжения сначала в Москве, затем в специальном научно-исследовательском секретном центре. Все мы тогда были убеждены в жизненной важности этой работы для равновесия сил во всем мире и увлечены ее грандиозностью.
В 1950 году я вместе с Игорем Евгеньевичем Таммом стал одним из инициаторов работ по исследованию управляемой термоядерной реакции. Нами предложен принцип магнитной термоизоляции плазмы. Я предложил также в качестве ближайшей технической цели использование термоядерного реактора для производства делящихся ядерных материалов (ядерного горючего для атомных электростанций). Сейчас работы по управляемой термоядерной реакции получили очень большое развитие во всем мире. Наиболее близко к нашим первоначальным идеям приближается система «токамак», усиленно изучаемая в лабораториях многих стран. В 1952 году по моей инициативе начаты экспериментальные работы по созданию взрыво-магнитных генераторов (устройств, в которых энергия взрыва химической или ядерной реакции переходит в энергию магнитного поля). В 1964 году в ходе этих работ достигнуто рекордное магнитное поле — 25 млн. гаусс.
В 1953 году я был избран академиком Академии наук СССР.
В 1953—1968 годах мои общественно-политические взгляды претерпели большую эволюцию. В частности, уже в 1953—1962 годах участие в разработке термоядерного оружия, в подготовке и осуществлении термоядерных испытаний сопровождалось все более острым осознанием порожденных этим моральных проблем. С конца 50-х годов я стал выступать за прекращение или ограничение ядерного оружия. В 1961 году в связи с этим у меня возник конфликт с Хрущевым, в 1962 году — с министром среднего машиностроения Славским. Я был одним из инициаторов заключения Московского договора 1963 года о запрещении испытаний в трех средах (т. е. в атмосфере, в воде и в космосе). Начиная с 1964 года (когда я выступил по проблемам биологии) и особенно с 1967 года круг волновавших меня вопросов все более расширялся. В 1967 году я участвовал в Комитете по защите Байкала.
К 1966—1967 годам относятся мои первые обращения в защиту репрессированных. К 1968 году возникла потребность в достаточно развернутом, открытом и откровенном выступлении. Так появилась статья «Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе». По существу это те же темы, которые через семь с половиной лет обозначены в названии Нобелевской лекции — «Мир, прогресс, права человека»; я считаю эти темы фундаментально важными и тесно связанными между собой. Это выступление стало поворотным во всей моей дальнейшей судьбе. Очень быстро оно стало широко известно во всем мире. В советской прессе «Размышления» долго замалчивались, потом о них стали упоминать весьма неодобрительно. Многие, даже сочувствующие, критики воспринимали мои мысли в этой работе как очень наивные, прожектерские. Сейчас, спустя тринадцать лет, мне все же кажется, что многие важные повороты мировой и даже советской политики лежат в русле этих мыслей.