1930–1940-е гг. — формирование синтетической теории эволюции, сочетающей идеи дарвинизма с современной генетикой.
1931 — логик и математик Курт Гёдель доказал, что если теория непротиворечива и аксиомы формализованной математики суть теоремы этой теории, то такая теория не полна. Истинность (непротиворечивость) любой теории, содержащей формализованную математику, нельзя доказать с помощью конечных (финитных) процессов в рассуждениях. Таким образом, формализация имеет свои пределы;
— канадский патолог Ганс Селье ввел понятие стресса.
1932 — гипотеза Вернера Гейзенберга, Дмитрия Дмитриевича Иваненко и Игнатия Евгеньевича Тамма о строении атомного ядра из протонов и нейтронов. Число нуклонов равно массовому числу. Сумма масс нуклонов и электронов дает массу атома;
— английский физик Джеймс Чэдвик открыл нейтрон;
— австрийский биолог-теоретик Людвиг Берталанфи разработал теорию биологических объектов как открытых систем, находящихся в состоянии динамического равновесия (так называемая «общая теория систем»);
— Чарльз Шеррингтон ввел термин «синапс» и показал значение торможения в рефлекторной деятельности спинного мозга. Школа Шеррингтона заложила основы современной нейрофизиологии.
1933 — немецкий физик Теодор Рейтинг открыл взаимную аннигиляцию частицы и античастицы.
1934 — французские физики Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность, облучая алюминиевую фольгу α-частицами;
— Энрико Ферми установил, что при бомбардировке урана нейтронами возникают новые радиоактивные элементы.
1935 — японский физик Хидэки Юкава теоретически обосновал наличие в ядрах нестабильных элементов сильно взаимодействующих частиц (мезонов) с очень коротким периодом существования;
— началось промышленное производство синтетической ткани — «целлюлозной шерсти»;
— немецкому биологу Хансу Шпеману присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины за открытие «организационных эффектов (центров)» эмбриона. Установив взаимозависимость развития одной части зародыша от другой, Х. Шпеман сформулировал теорию «организаторов», воздействующих на развитие частей эмбриона.
1936 — английский математик Алан Тьюринг и американский математик и логик Эмиль Пост независимо друг от друга разработали концепцию «абстрактной вычислительной машины». А. Тьюринг описал также гипотетический универсальный преобразователь дискретной информации, получивший название «машины Тьюринга».
1938 — в Англии сконструирована первая система радиолокационной аппаратуры — радаров.
1939 — советский математик и экономист Леонид Витальевич Канторович выпустил в Ленинграде книгу «Математические методы организации и планирования производства», заложившую основы новой дисциплины — линейного программирования;
— Фредерик Жолио-Кюри и независимо от него Энрико Ферми установили, что расщепление урана-235 сопровождается высвобождением новых (вторичных) нейтронов. Так была открыта цепная ядерная реакция. Позже ими предложен проект первого ядерного реактора.
1941 — Норберт Винер опубликовал свой первый труд о сходстве между работой математической машины и нервной системой живого организма.
1942, август — утвержден проект «Манхэттен», связанный с разработкой атомной бомбы (руководитель — Роберт Оппенгеймер);
— осуществлена первая управляемая цепная реакция в ядерном реакторе, созданном в Чикагском университете под руководством Э. Ферми.
1943 — Отто Юльевич Шмидт выдвинул гипотезу метеоритного происхождения Солнечной системы. В 1944 опубликовано его исследование «Метеоритная теория происхождения Земли и планет».
1945, 16 августа — произведен первый экспериментальный взрыв атомной бомбы; 6 августа — атомная бомба сброшена на Хиросиму, погибло 140 тыс. человек; 9 августа — бомба сброшена на Нагасаки, погибло 75 тыс. человек.
1946 — Иван Иванович Шмальгаузен разработал теорию новой интегрированной формы естественного отбора — стабилизирующего отбора.
1947 — Виктор Амазаспович Амбарцумян открыл новый тип звездных систем — звездные ассоциации (динамически неустойчивые группы молодых звезд) и доказал, что процесс звездообразования во Вселенной продолжается.
1948 — Норберт Винер выпустил книгу «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». Американский математик и инженер Клод Шеннон выпустил книгу «Математическая теория передачи информации»;
— американские физики Уолтер Браттейн, Джон Бардин и Уильям Шокли создали транзистор, а венгерский физик Деннис Габор сформулировал принципы голографии;
— Нобелевская премия присуждена швейцарскому химику Паулю Мюллеру за синтез ДДТ;
— осуществлен первый термоядерный взрыв по проекту американского физика Эдварда Теллера. Начало работ над осуществлением управляемой термоядерной реакции с использованием устройства камеры-ловушки для плазмы «Токамак» (руководитель — И.Е. Тамм).
1953 — американский химик и биолог Стэнли Миллер показал возможность искусственного синтеза аминокислот из аммиака, метана, водяных паров в условиях, сходных с теми, которые могли быть на земной поверхности вскоре после образования Земли. Синтез мог начаться под воздействием электрических разрядов и ультрафиолетовых лучей;
— американский биохимик Джеймс Уотсон и английский физик Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК.
1954 — введена в действие первая атомная электростанция в Обнинске;
— американский палеонтолог Патрик Харлей обнаружил в кремнеземе вблизи Верхнего Озера (Канада) зеленые водоросли, возраст которых, по его предположению, 2 млрд. лет, и восемь аминокислот органического происхождения.
1955 — шведский физиолог Рагнар Гранит выпустил книгу «Рецепторы и сенсорное восприятие», в которой сообщил о своих экспериментах, доказавших, что импульс от отдельных клеток-рецепторов передается нервным волокном в мозг электрохимическим путем.
1956 — американский астроном Вернер Баум, наблюдая скопления галактик на рекордном удалении в 550 мегапарсеков (1 мегапарсек — 106 × 3,26 световых лет), подтвердил, что Вселенная расширяется, причем увеличение скорости расширения, согласно его данным, составляет 55 км/с на 1 мегапарсек.
1957 — в г. Дубне вступил в действие крупнейший в мире ускоритель заряженных частиц — синхрофазотрон. С космодрома Байконур поднялся первый искусственный спутник Земли и спущено на воду первое в мире гражданское атомное судно — ледокол «Ленин».
1958 — по инициативе американского ученого Лайнуса Полинга более 10 тыс. ученых мира подписали обращение с призывом о прекращении опытов с ядерным оружием;
— американские физики Чарльз Таунс и Артур Шавлов теоретически обосновали конструкцию и принцип работы лазера (сокращенно с английского: усиление света при помощи вынужденного излучения) — прибора для получения чрезвычайно интенсивных и узконаправленных пучков монохроматического светового излучения.
1960 — неудачная попытка американского астронома Фрэнка Дрейка принять радиосигналы предполагаемых разумных цивилизаций.
1961 — первый полет человека в космос, продолжавшийся 1 час 48 минут.
1963 — американский астроном Мартен Шмидт открыл квазары (источники радиоизлучения, близкого к звездному);
— английские геологи Ф. Вайн и Д. Метьоз опубликовали статью, заложившую основы тектоники литосферных плит.
1964 — английский антрополог и археолог Луис Лики в ущелье Олдувай на севере Танзании обнаружил остатки стойбища и кости четырех обезьяноподобных людей, близких к австралопитеку и названных «человек умелый».
1965 — открыто космическое реликтовое радиоизлучение. Предполагается, что это излучение является следствием взрыва первоначальной очень компактной и раскаленной Метагалактики и доказывает, таким образом, справедливость «горячей модели Вселенной».
1966 — Нобелевская премия присуждена французским биологам Франсуа Жакобу, Андре Львову и Жаку Моно за открытие так называемых структурных генов, отвечающих за синтез ферментов.
1967 — американский физик Джеральд Фейнберг и независимо от него индийский физик Эннакал Сударшан выдвинули гипотезу о существовании тахионов — частиц со скоростью большей скорости света;
— Нобелевская премия присуждена немецкому физико-химику Манфреду Эйгену и английским химикам Джорджу Портеру и Рональду Норришу за исследование сверхбыстрых химических и биохимических реакций со средней скоростью 10-9 с;
— южноафриканский хирург Кристиан Барнард в Кейптауне впервые осуществил операцию по пересадке сердца человеку;
— английский астроном Энтони Хьюиш и работавшая под его руководством студентка Джоселин Белл открыли в остатках сверхновых звезд пульсары (в данном случае речь шла о быстро вращающихся звездах).
1969 — впервые человек вступил на поверхность Луны.
1974 — на Первой международной конференции по этическим проблемам молекулярной биологии и генетической инженерии провозглашен временный мораторий на все опыты с рекомбинацией генетического материала.
1975 — Нобелевская премия присуждена за сфероидальную модель атомного ядра.
1994 — сообщение об открытии в США шестого, последнего кварка.
2000 — расшифровка генома человека.
2001 — рождение первого генетически модифицированного ребенка.