Уже в апреле 1949 года был запущен в эксплуатацию исследовательский ядерный реактор ТВР, а в 1954 году ток начала давать первая в мире атомная электростанция в городе Обнинске, оснащенная уран-графитовым реактором. Ее мощность была небольшая ― 5 МВт. С 1955 года программу ядерной энергетики СССР возглавили Курчатов и Александров, усилиями которых в том же году был запущен первый в мире реактор на быстрых нейтронах с тепловой мощностью 100 КВт.
Также атомная энергетика использовалась для гражданского судоходства. В 1953 году в эксплуатацию был принят атомный ледокол «Ленин», созданный для прокладывания маршрутов в арктических морях и южной части Северного Ледовитого океана.
В период с 1957 по 1986 год «мирный атом» развивался, были построены крупные АЭС на территории СССР, которые обеспечили энергетическую безопасность государства и населения. Активно велись исследовательские работы в сфере управляемого термоядерного синтеза, частью которых стал запуск крупнейшего в мире на тот момент ускорителя протонов, что сделало Советский Союз лидером исследований в сфере физики высоких энергий и ядерной энергетики. После аварии на Чернобыльской АЭС проекты новых атомных электростанций были свернуты, текущее строительство заморожено. Атомная отрасль СССР начала стагнировать. Возрождение отрасли атомной энергетики России началось в начале 2000-х годов, когда был запущен энергоблок № 1 Ростовской АЭС.