1935–1940 гг. – широкомасштабные исследования нейтронно-ядерных реакций на различных веществах, включая литий, бор, золото, рутений и др.
1936–1941 гг. – руководство еженедельным «Ядерным семинаром» в ЛФТИ (с участием ведущих учёных и будущих участников Атомного проекта).
1938 г. – член Комиссии по атомному ядру АН СССР (председатель – академик С. И. Вавилов).
1940 г. – член Комиссии по проблеме урана АН СССР (председатель – академик В. Г. Хлопин).
1940 г. – открытие Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком под руководством И. В. Курчатова спонтанного деления урана. И. В. Курчатов поддержал своих учеников на самом высоком уровне.
1940 г. – первые исследования в ЛФТИ в интересах возможностей осуществления цепной реакции на быстрых и медленных нейтронах;
В записке в Президиум АН СССР от 24 августа 1940 года А. Ф. Иоффе отметил, что «…основными специалистами, к которым, прежде всего, следует обратиться (по проблеме урана), являются: И. В. Курчатов (ЛФТИ) и его сотрудники Флеров и Петржак, Зельдович и Харитон (ЛИХФ)… Общее руководство всей проблемы в целом следовало бы поручить И. В. Курчатову как лучшему знатоку вопроса».
Это было удивительное предвидение. А. Ф. Иоффе, по существу, предсказал, кто станет лидерами Атомного проекта СССР.
28 сентября 1942 года – вышло распоряжение Государственного Комитета Обороны (ГОКО) № 2352 «Об организации работ по урану», подписанное И. В. Сталиным. И это делается в момент, когда немцы стояли под Сталинградом и ещё не ясен был исход Великой Отечественной войны.
11 февраля 1943 года – распоряжением ГКО И. В. Курчатов определён научным руководителем работ по урану.
12 апреля 1943 года – решение об организации Лаборатории № 2 АН СССР. И. В. Курчатов – начальник Лаборатории № 2.
1943 г. – выработка И. В. Курчатовым, на основе данных разведки, нового направления Атомного проекта – создания ядерного реактора и плутониевой бомбы.
1943 г. – И. В. Курчатов избран действительным членом АН СССР.
1944–1945 гг. – исследования Лаборатории № 2 по созданию атомного реактора.
25 сентября 1944 г. – пуск в Лаборатории № 2 циклотрона, получение на нём в 1945 году первых микрограммов плутония.
1945 г. – формулировка требований к базовым материалам реактора: металлическому урану и графиту.
20 августа 1945 г. – И. В. Курчатов – член Специального Комитета (председатель – Л. П. Берия) и член Технического Совета при Спецкомитете (председатель – Б. Л. Ванников).
28 декабря 1946 г. – Курчатов пишет письмо И. В. Сталину: «Докладываем. 25 декабря 1946 г. в лаборатории т. Курчатова закончен сооружением и пущен в действие атомный физический уран-графитовый котёл… Мы теперь в состоянии решить важнейшие проблемы… атомной энергии, которые до сего времени рассматривались только предположительно на основе теоретических расчётов» (подписи: Л. Берия, И. Курчатов, Б. Ванников, М. Первухин).
1 декабря 1945 г. – Постановление СНК СССР о создании