1936年，从清华大学本科毕业，经吴有训教授推荐，到北平研究院物理研究所严济慈所长的手下作助理员，从事分子光谱方面的研究工作。
1937年9月，在严济慈的引荐下，到巴黎大学镭学研究所居里实验室攻读博士学位，导师是伊雷娜·约里奥-居里（1935年诺贝尔化学奖获得者），并跟随化学师葛勤黛夫人做钋的放射源研究。
1939年，完成博士论文《α粒子与质子的碰撞》。
1946年，获得法国科学院亨利·德巴微物理学奖。
1947年，升任法国国家科学研究中心研究员、研究导师，并获得法兰西荣誉军团军官勋章。
1954年2月，被任命为中国科学院学术秘书处秘书长。他首先抓的一项重要工作是筹建学部。并主持起草了筹组学部有关文件。同时，主持拟订了《学部暂行组织条例》。
1955年，被选聘为中国科学院学部委员（院士）；8月，加入中国共产党。
1958年，参加了苏联援助的原子反应堆的建设，并汇聚了一大批核科学家（包括他的夫人何泽慧），他还将邓稼先等推荐到研制核武器的队伍中。
1964年10月16日，51岁时参与研制出的中国第一颗原子弹爆炸成功。
1978年，文化大革命后，被任命为中国科学院党组成员和副院长，着手恢复学部的工作。
1992年6月28日，在北京病逝，享年79岁。
1999年，被追授两弹一星功勋奖章。
钱三强于20世纪50年代领导建成中国第一个重水型原子反应堆和第一台回旋加速器，以及一批重要仪器设备。使中国的堆物理、堆工程技术、钎化学放射生物学、放射性同位素制备、高能加速器技术、受控热核聚变等科研工作，都先后开展起来。在苏联政府停止对中国的技术援助后，一方面迅速选调一批核科技专家去二机部，直接负责原子弹研制中各个环节的攻坚任务，一方面会同中国科学院有关领导人，组织联合攻关。使许多关键技术得到及时解决，为第一颗原子弹和氢弹的研制成功作出一定的工作。早在1960年，即在原子能所组织中子物理理论与实验两个研究组开展氢弹的预研工作，为氢弹研制作了理论准备，促成了中国在第一颗原子弹爆炸后仅两年零八个月，就研制成了氢弹。
1955年，当选为中国科学院学部委员（院士）。
1985年，获得法兰西军官级荣誉军团勋章。
1999年，获得两弹一星功勋奖章（追授）。
钱三强为中国原子能科学事业的创立、发展和“两弹”研制作出了突出贡献。在组织推动中国科学院和国家的科学研究及国际合作等方面作出了重要贡献。（中国科学院评）
钱三强为中国原子能科学事业的发展呕心沥血，为培养中国原子能科技队伍立下了不朽的功勋。他是中国原子能事业的开拓者和奠基人之一，是中国发展核武器的组织协调者和总设计师。（《军工文化》评）
他（钱三强）为创建原子能所尽了毕生精力，为国家的原子能事业作了不可磨灭的贡献。（中国工程院院士阮可强评）
十大中国物理学家 NO.8
