Podczas wojny zaangażował się w badania stosowane, związane z wysiłkiem wojennym. Był członkiem komitetu naukowego do spraw obronności, a jego niskociśnieniowe skraplarki używane były, pod jego nadzorem, do produkcji tlenu na potrzeby przemysłu wojennego. Stał się jednym z doradców naukowych Stalina. Krótkotrwale zaangażował się w program budowy radzieckiej bomby atomowej, złożył jednak rezygnację po konflikcie z Kurczatowem na temat strategii prowadzenia projektu.
Po wojnie zainteresował się innymi dziedzinami badań: zajmował się m.in. fizyką plazmy i kontrolowaną fuzją jądrową. Skonstruował nowego typu generatory mikrofal. W roku 1957 został członkiem prezydium Akademii Nauk ZSRR.
Zaszczyty Wielokrotnie nagradzany międzynarodowymi nagrodami i odznaczeniami. Otrzymał honorowe doktoraty kilkunastu uczelni, m.in. Uniwersytetu Jagiellońskiego (1964) i Uniwersytetu Wrocławskiego (1972). Honorowy członek kilkudziesięciu towarzystw naukowych, od 1962 członek zagraniczny PANCzłonkowie PAN: Skorowidz. Sześciokrotnie odznaczony Orderem Lenina, a dwukrotnie tytułem Bohatera Pracy Socjalistycznej. Dwukrotny laureat Nagrody Stalinowskiej (1941 i 1943). Odznaczony złotym medalem Łomonosowa.