В 1954—1955 гг. в КБ-11 был раз­ра­бо­тан пер­вый оте­че­ствен­ный двух­сту­пен­ча­тый тер­мо­ядер­ный заряд РДС-37, успешно испы­тан­ный 22 ноября 1955 года. Этот заряд стал про­то­ти­пом совре­мен­ного тер­мо­ядер­ного ору­жия. Науч­ным руко­во­ди­те­лем испы­та­ния РДС-37 был И.В. Кур­ча­тов, кото­рому при­шлось при­ни­мать при под­го­товке и про­ве­де­нии испы­та­ния чрез­вы­чайно ответ­ствен­ные реше­ния. 

Однако цель и иде­алы Игоря Васи­лье­вича все­гда оста­ва­лись мир­ными. «Я глу­боко верю и твердо знаю, — гово­рил он, — что наш народ, наше пра­ви­тель­ство только благу чело­ве­че­ства отда­дут дости­же­ния этой науки».

В 1954 году И.В. Кур­ча­тов воз­гла­вил пуск пер­вой в мире атом­ной элек­тро­стан­ции, открыв­шей эру мир­ного исполь­зо­ва­ния атом­ной энер­гии. С сере­дины 50-х годов Кур­ча­тов вме­сте со своим заме­сти­те­лем по Инсти­туту ака­де­ми­ком А.П. Алек­сан­дро­вым воз­гла­вил раз­ра­ботку в Государ­ствен­ном коми­тете по исполь­зо­ва­нию атом­ной энер­гии про­граммы раз­ви­тия атом­ной энер­ге­тики в нашей стране, в кото­рой преду­смат­ри­ва­лось широ­кое исполь­зо­ва­ние атом­ной энер­гии для энер­ге­ти­че­ских, транс­порт­ных и дру­гих народ­но­хо­зяй­ствен­ных целей. 

С самого начала раз­ра­ботки тер­мо­ядер­ного ору­жия И.В. Кур­ча­тов думал и о воз­мож­но­сти мир­ного исполь­зо­ва­ния энер­гии син­теза лег­ких ядер. В 1950 году было выска­зано пред­ло­же­ние об удер­жа­нии горя­чей плазмы маг­нит­ным полем и ука­заны прин­ци­пи­аль­ные основы устрой­ства тер­мо­ядер­ного реак­тора. Убе­див­шись в том, что успех воз­мо­жен, Кур­ча­тов реши­тельно при­сту­пил к орга­ни­за­ции работ по тер­мо­ядер­ному син­тезу в своем инсти­туте. В 1956 году он высту­пил в Англии с докла­дами о раз­ви­тии атом­ной энер­ге­тики и резуль­та­тах иссле­до­ва­ний про­блемы управ­ля­е­мого тер­мо­ядер­ного син­теза в СССР, имев­шими исто­ри­че­ское зна­че­ние для раз­ви­тия меж­ду­на­род­ного сотруд­ни­че­ства в ядер­ной сфере. Его доклад повлиял на про­грамму тер­мо­ядер­ных иссле­до­ва­ний во всем мире, открыл эпоху меж­ду­на­род­ного сотруд­ни­че­ства в этой обла­сти и спо­соб­ство­вал созда­нию транс­на­цио­наль­ного тер­мо­ядер­ного содру­же­ства уче­ных и инже­не­ров.

И.В. Кур­ча­тов был не только выда­ю­щимся уче­ным, создав­шим в совет­ской ядер­ной физике школу экс­пе­ри­мен­та­то­ров, но и круп­ней­шим орга­ни­за­то­ром науки неви­дан­ного в дово­ен­ное время мас­штаба, воз­гла­вив­шим работы по реше­нию атом­ной про­блемы в СССР. Ни одному уче­ному до него не при­хо­ди­лось руко­во­дить такими огром­ными кол­лек­ти­вами людей, и ни один уче­ный не поль­зо­вался таким дове­рием. Необык­но­вен­ное лич­ное оба­я­ние, целе­устрем­лен­ность и пол­ная само­от­дача делу бук­вально зара­жали всех рабо­тав­ших с ним. Под вли­я­нием Кур­ча­това сло­жился осо­бый стиль работы уче­ных и инже­не­ров-атом­щи­ков, кото­рый мы сей­час по праву назы­ваем «кур­ча­тов­ским».

И. В. Кур­ча­тов под­дер­жал идею В.И. Векслера в обла­сти уско­ри­тель­ной тех­ники и орга­ни­зо­вал в Дубне соору­же­ние самого мощ­ного тогда в мире син­хро­фа­зо­трона. При уча­стии И.В. Кур­ча­това в 1954 году было при­нято реше­ние о стро­и­тель­стве уско­ри­те­лей высо­ких энер­гий в Харь­кове, Гат­чине и Протвино.