Курчатов открыл явление разветвления ядерных реакций. Эти два крупнейших открытия физики атомного ядра позволили в 1937 г. в Радиевом институте АН СССР под руководством И.В. Курчатова, Л.В. Мысовского и В.Н. Рукавишникова создать первый в мире циклотрон — установку для расщепления атомного ядра.
В середине 1930-х гг. больших успехов достигли академики А.Ф. Иоффе, И.Е. Тамм, И.К. Кикоин и другие крупные ученые в области физики твердого тела, полупроводников и диэлектриков. Тогда же, в 1934 г. академик П.Л. Капица создал первый в мире гелиевый ожижитель, и его последующие разработки в этой области стали большим вкладом в развитие советской и мировой техники ожижения газов.
В первой половине 1930-х гг. под руководством профессора П.К. Ощепкова были созданы первые радиолокаторы, а профессор А.Л. Чижевский стал одним из пионеров электронной технологии, основанной на применении электронных и ионных пучков, электрических и электромагнитных полей. Кроме того, этот выдающийся ученый стал основоположником гелиобиологии — науки о взаимосвязи солнечных явлений с жизнью земных организмов, которая в те годы была несправедливо подвергнута критике.
Блестящая школа советских ученых-механиков под руководством академика С.А. Чаплыгина сложилась в знаменитом Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ), созданном в 1918 г. профессором Н.Е. Жуковским. Благодаря С.А. Чаплыгину, который смог собрать и воспитать выдающуюся плеяду молодых ученых — М.В. Келдыша, М.А. Лаврентьева, С.А.
"Наряду с крупными конструкторскими бюро А.Н. Туполева, С.В. Ильюшина и Н.Н. Поликарпова успешно работали и небольшие КБ под руководством К.А. Калинина, Д.М. Григоровича, А.И. Путилова, А.С. Яковлева, В.Б. Лаврова, Г.М. Бериева и других конструкторов, которые в кратчайшие сроки создали мощную научно-промышленную базу всего советского самолетостроения.