复旦大学任教，1945年任交通大学物理系副教授。1947年，李正武赴美国加州理工学院留学，于1951年毕业，获博士学位后留校、任美国加州理工学院凯洛格（核物理）实验室研究员，曾在美国望城医学中心从事核技术和辐射应用工作。1955年，李正武夫妇与钱学森夫妇等科学家回归中华人民共和国，回国后，其长期在中国科学院原子能研究所从事核物理、等离子体物理和受控核聚变等方面研究；是中国较早从事受控热核聚变研究的科学家之一。在1980年，李正武当选中国科学院数理学部委员（院士），曾任核工业西南物理研究院院长，后