Prix Nobel en 1975

A l'âge de 17 ans il entame des études de physique à l'Université de Moscou. Ses talents intellectuels lui permettent d'être exempté du service militaire lors de l'invasion de l'Allemagne en 1941. En 1942, il obtient sa licence puis son doctorat. En 1948, il collabore avec le physicien Tamm (Prix Nobel de physique) et se lance dans les recherches en matière d'armes nucléaires. En 1949, un groupe de chercheurs soviétiques développe la bombe atomique (4 ans après les Américains) et invente, en 1953, la bombe à hydrogène. Sous l'influence de Schweitzer et de Linus Pauling, il dénonce les dangers de la radioactivité et tente de persuader les autorités soviétiques de supprimer une série de tests.

Il obtient un succès partiel à travers la signature du Traité contre les essais nucléaires en 1963. En 1966, il critique publiquement une lettre ouverte d'intellectuels qui visait à la réhabilitation de Staline et proteste contre les mesures prises par Brejnev contre les dissidents. En 1968, il publie : Réflexions sur le progrès, la coexistence et la liberté intellectuelle. Il est ensuite obligé d'abandonner les recherches secrètes et est réintégré dans l'Institut de physique avec une baisse de salaire et des conditions de vie dégradées. Il perd sa femme. Avec deux autres collègues, il créé un comité des droits de l'homme en 1970. C'est alors qu'il rencontre Elena Bonner qu'il épousera en 1971. En novembre 1975, le gouvernement soviétique refuse de lui donner le visa qui lui permettrait de se rendre à Oslo pour retirer le Prix Nobel de la paix. C'est Helena Bonner qui le remplacera et qui prononcera le discours de réception à sa place.