Очень скоро лаборатория превратилась в Физико-энергетический институт, который позже стал научно-производственным комплексом.В ФЭИ была создана первая в мире АЭС, пуск которой состоялся 27 июня 1954 года.
За годы работы институт участвовал в разработке экспериментальных реакторов на быстрых нейтронах БР-1, БР-2, БР-5, БР-10, которые установлены в ФЭИ, в димитровградском НИИАР, в Казахстане, на Белоярской АЭС. Именно здесь создавались реакторы для подводных лодок со свинцово-висмутовым охлаждением; реакторы «Топаз» и «Бук» для энергоустановок космических аппаратов.
Под научным руководством ФЭИ и с его участием были созданы также водографитовые канальные реакторы первой очереди Белоярской АЭС, передвижной АЭС ТЭС-3, Билибинской АТЭЦ, разработано около сотни других проектов ядерных энергоустановок различного назначения.
Сегодня ГНЦ РФ — ФЭИ является одним из ведущих научно-исследовательских центров Госкорпорации «Росатом».
Теоретические и экспериментальные работы проводятся в области ядерной физики, физики ядерных реакторов и радиационной защиты, теплофизики и гидравлики, коррозии конструкционных материалов, радиационного материаловедения, технологии жидкометаллических теплоносителей, химии и радиохимии.
