于敏是在中国核物理的几位开创者中唯一一位没有留学背景的人。在氢弹的理论探索中，于敏几乎从一张白纸开始，依靠自己的勤奋，举一反三。克服重重困难，自主研发，解决了氢弹研制中的一系列基础问题。1967年，中国完成了氢弹核爆实验。从 原子弹到 氢弹，中国只用了两年零八个月，这是世界上最快的速度。在氢弹研制过程中，于敏提出了从原理到构形基本完整的设想，成为中国氢弹研制中的关键人物。

从20世纪70年代起，于敏和其他学者一起倡导、推动加快我国的 惯性约束聚变研究，并将它列入我国高技术发展计划，大大推动了我国国防科技的进步。

从60年代开始，于敏放弃了个人热爱的基础物理专业，此后30年一直隐姓埋名，于敏一生只有两次公开露面，一次是1999年，国家为 两弹一星元勋授奖，另外一次是2015年1月9日， 国家科技奖颁奖，于敏成为最高科技奖的唯一获得者。