始从事铀裂变的研究，提出链式反应理论。1943年开始参与苏联核武器研发，提出了氢弹的泽尔多维奇-萨哈罗夫构型。并开始对纯粹的核物理和粒子物理发生研究兴趣，并取得了不少成果，预言了pi介子的贝塔衰变，预言了mu子催化。自1956年，开始研究天体物理和宇宙学。第一个提出类星体来自于黑洞吸积盘、恒星磁场起源方面提出“拉伸-扭转-折叠”机制的发电机理论、提出活动星系核的能量来自超大质量黑洞。宇宙学领域的引力物质的泽尔多为奇不稳定性。在宇宙大尺度结构方面提出了一系列非常有洞察力的近似，并有许多开创性的工作。这种洞