Русский советский физик, «отец» советской атомной бомбы. Трижды Герой Социалистического Труда, основатель и первый директор Института атомной энергии с 1943 г. по 1960 г., главный научный руководитель атомной проблемы в СССР, один из основоположников использования ядерной энергии в мирных целях. Академик АН СССР. Родился на Урале, в городе Сим, в семье помощника лесничего, позднее землемера, почётного гражданина. Вскоре в 1912 году его семья переехала в Симферополь. Семья бедствовала, поэтому одновременно с учёбой в Симферопольской мужской казенной гимназии окончил вечернюю ремесленную школу, получил специальность слесаря и работал на небольшом механическом заводе Тиссена.Далее по всем предметам отличные оценки. Однако золотой медали не получил — в условиях войны властям было не до медалей. В сентябре 1920 г. поступил в Таврический университет на физико-математический факультет. К лету 1923 г., несмотря на голод и нужду, он досрочно и с отличными успехами закончил университет. 

Летом 1924 года работал в гидрометеорологическом центре в Феодосии. Осенью того же года поступил ассистентом при кафедре физики Азербайджанского политехнического института в Баку. В 1925 году по рекомендации профессора Семёна Николаевича Усатого, с которым работал в Баку, стал научным сотрудником в Физико-техническом институте в Ленинграде под руководством академика А. Ф. Иоффе. 3 февраля 1927 года женился на Марине Дмитриевне Синельниковой — сестре своего коллеги и приятеля Кирилла Синельникова, с которым он был знаком ещё со времён работы в Баку.

С 1930 года заведующий физическим отделом Ленинградского физико-технического института. Свою научную деятельность начал с изучения свойств диэлектриков, в том числе и недавно открытого физического явления — сегнетоэлектричества.

Одним из первых в 1932 году в СССР приступил к изучению физики атомного ядра. В это время был сотрудником физического отдела Радиевого института, руководимого В. Г. Хлопиным, и одновременно возглавил лабораторию по изучению атомного ядра, созданную в ЛФТИ по инициативе А. Ф. Иоффе. В 1932 году Г. А. Гамов (в дальнейшем эмигрировавший в США) и Л. В. Мысовский представили к рассмотрению Учёным советом института проект нового прибора, и после его утверждения, под руководством и при непосредственном участии Г. А. Гамова (на начальном этапе), И. В. Курчатова и Л. В. Мысовского, создан первый в Европе циклотрон (запущен в 1937 году); именно на этой установке начал свои исследования. В 1936 году И. В. Курчатовым, Б. В. Курчатовым, А. И. Русиновым и Л. В. Мысовским в Радиевом институте было открыто явление изомерии искусственно созданных ядер.

В первый период войны разрабатывал метод размагничивания кораблей для защиты от магнитных морских мин (вместе с А. П. Александровым). 9 августа 1941 г. Курчатов и Александров приезжают в Севастополь и организуют размагничивание кораблей Черноморского флота. Созданная «система ЛФТИ» была установлена в течение Великой Отечественной войны на сотнях кораблей и обеспечила стопроцентную защиту от немецких магнитных мин. В 1948 году вступил в ВКП(б).

Курчатова считают родоначальником советского атомного проекта, он вёл его с самого старта 28 сентября 1942 года до собственной смерти. Именно Игорь Васильевич встречался с высшими лицами государства в 1946 году, убедил И. В. Сталина в важности и значимости проекта. После этой встречи Сталиным были подписаны около шестидесяти документов, определивших развитие атомной науки и техники. В результате отрасль стала приоритетной, резко повысился уровень жизни физиков-ядерщиков. Для отработки технологий производства атомного топлива были построены реактор Ф-1.

По результатам практических экспериментов были построены промышленный реактор А-1, комбинат Маяк с заводом Б и заводом В. Работами руководил Л. П. Берия, И. В. Курчатов принимал активное участие в проекте, с ним работали Я. Д. Раппопорт, А. Н. Комаровский, С. Н. Круглов, строительством занимались В. А. Сапрыкин, Д. К. Семичастный и др.

Спустя несколько лет после войны возглавляемая им (под кураторством Лаврентия Берия) военная ядерная программа СССР принесла плоды: 29 августа 1949 года был произведён взрыв первой советской атомной бомбы. 29 октября 1949 года Сталин подписал постановление СМ СССР № 5070-1944сс/оп. Под руководством Курчатова была разработана также первая в мире водородная бомба мощностью 400 кт, подорванная 12 августа 1953 года. 

Позже именно Курчатовский коллектив разработал термоядерную бомбу АН602 (Царь-бомба) рекордной мощности 52 000 кт. В середине 1950-х годов активно занимался проблемой управляемого термоядерного синтеза. В 1956 году он с группой советских учёных посетил Британский ядерный центр «Харуэлл» и высказал предложение о международном сотрудничестве учёных в этой области.

Параллельно с решением военной проблемы возглавлял решение задачи по мирному использованию атомной энергии. Результатом работ коллектива стала разработка, строительство и запуск 26 июня 1954 года Обнинской АЭС. Она стала первой в мире атомной электростанцией. 

В феврале 1960-го года приехал в санаторий Барвиха, навестить своего друга академика Юлия Борисовича Харитона. Присели на лавочку, заговорили. Вдруг возникла пауза. Когда Юлий Борисович посмотрел на Курчатова, он уже был мёртв. Смерть наступила из-за эмболии сердца тромбом. После смерти 7 февраля 1960 года тело учёного было кремировано, прах помещён в урне в Кремлёвской стене на Красной площади в Москве.

Награждён пятью Орденами Ленина и двумя Орденами Трудового Красного Знамени, медалями «За победу над Германией», «За оборону Севастополя». Четырежды лауреат Сталинской премии и лауреат Ленинской премии. Удостоен Золотой медали им. Л. Эйлера Академии наук СССР, Серебряной медали Мира имени Жолио-Кюри.

Под его руководством был сооружен первый в Москве циклотрон, первый в Европе атомный реактор, созданы первая советская атомная бомба, первая в мире термоядерная бомба, первая в мире промышленная атомная электростанция (Обнинская АЭС, 1954), первый в мире атомный реактор для подводных лодок и атомных ледоколов (Атомный ледокол «Ленин», 1959), крупнейшая установка для проведения исследований по осуществлению регулируемых термоядерных реакций.