1951年,任職于中國科學院近代物理研究所,從事核理論研究工作。
1956年,晉升為副研究員,同年,任原子核理論組組長。
1961年,開始了長達28年隱姓埋名的氫彈理論探索任務。
1965年,任理論部副主任,后歷任理論研究所副所長、所長、副院長、院科技委副主任、院高級顧問、核工業總公司科技委副主任。
1966年,完成氫彈原理試驗,掌握了氫彈原理。
1967年,中國第一顆氫彈在羅布泊沙漠腹地爆炸成功。
1969年,帶領團隊來到了綿陽深山里,開啟了核武器研究新征程。
1980年,當選中國科學院學部委員(院士);同年,任核武器研究院副院長、核武器理論研究所所長,負責突破第二代核武器原理工作。后成功突破新型初級小型化原理,成功研制出第二代核武器。
1988年,在其指揮下中子彈試驗獲得圓滿成功。至此,中國核武器設計達到了國際先進水平。
20世紀90年代,投身“慣性約束聚變”研究,將其視為未來核武器物理研究的潛在方向。
1999年9月,在人民大會堂接受“兩彈一星”功勛科學家勛章,也正是在這一天,他們這些功勛科學家隱藏近30年的身份才真正解密,重回公眾視野。
2019年1月16日,在北京逝世,享年93歲。
《原子核理論講義》《于敏論文集》
20世紀50年代,于敏率先開展原子核物理理論研究,與合作者提出了原子核相干結構模型,填補了中國原子核理論的空白。20世紀60年代起,投身于中國核武器事業,長期領導并參加核武器的理論研究和設計。在氫彈突破中,組織領導攻關小組發現了實現氫彈自持熱核燃燒的關鍵,找到了突破氫彈的技術途徑,形成了從原理、材料到構型完整的氫彈物理設計方案,帶領科研隊伍完成了核裝置的理論設計,并定型為中國第一代核武器。20世紀70年代起,在倡導、推動國防高科技項目尤其是中國慣性約束核聚變研究中發揮重要作用。20世紀80年代起,開創了慣性約束聚變和X光激光等領域的研究,引領中國相關研究進入新階段。
在核武器小型化突破中,于敏領導突破了氣態引爆彈(初級)原理和高比威力次級原理。作為小型化關鍵的氣態引爆彈主要負責人,主持研究并解決了裂變材料的壓緊、中子注入及其增殖規律、氘氚點火燃燒規律、輕重介質混合對聚變的影響、高能中子裂變反饋規律等一系列關鍵問題,提出了加大兩個關鍵環節設計裕量的具體措施。氣態引爆彈的研制成功,為中國第二代核武器的研制奠定了可靠基礎。
在核武器發展戰略中,于敏與鄧稼先提出了“加快核試驗進程”建議。建議書提前規劃了中國核試驗的部署,使黨中央做出果斷決策,為中國爭取了寶貴的10年核試驗時間,為提升中國核武器水平、推動核武器裝備部隊并形成戰斗力發揮了極為重要的前瞻性作用。針對禁核試,提出了以精密實驗室實驗等幾個方面支撐禁核試后武器研究的設想,該建議被采納并演化為中國核武器事業發展的四大支柱,是中國核武器事業發展的指導思想。
1985年,被評為全國優秀科技工作者。
1985年,獲得全國五一勞動獎章。
1987年,被評為全國勞動模范。
1994年,獲得香港求是科技基金會“中國杰出科學家”獎。
1999年,獲得兩彈一星功勛獎章。
2014年,獲得國家最高科學技術獎。
2015年,獲得影響世界華人終身成就獎。
2015年,被評為感動中國2014年度十大人物。
2019年,獲得共和國勛章。
于敏是中國核武器理論研究和國防高技術發展的杰出領軍人物之一,為氫彈突破做出了重大貢獻,對中國核武器發展做出了顯著成就。于敏一生胸懷赤子之心,理想信念堅定,他熱愛祖國、熱愛人民,襟懷坦蕩,光明磊落,敢為人先,崇尚實干;他的一生是為國家富強、民族振興、國防強大不懈奮斗的一生,他的豐功偉績和崇高品德將永遠記載在中華民族的光輝史冊上。(中國科學院 評)
于敏是一個很有骨氣的人,他堅持真理,從不說假話。(中國科學院院士、核物理學家鄧稼先 評)
于敏填補了中國原子核理論的空白,使中國原子核理論水平達到國際先進水平。(中國科學院院士、核物理學家錢三強 評)