Proiectul Manhattan
A condus lucrările de construcție a primului reactor nuclear la "Universitatea din Chicago", realizând (2 decembrie 1942) prima reacție nucleară în lanț controlată; aceste rezultate au fost incluse în Proiectul Manhattan, care a dus la construirea primei bombe atomice. A dezvoltat teoria matematică a emisiei neutrinice, a studiat reacțiile pion-nucleon. Numele său a fost atribuit elementului transuranian - "fermiu".