С нападением фашистской Германии на нашу страну научным исследованиям и подготовке кадров физиков в Московском университете был нанесен тяжелый удар. Прекратились занятия, многие студенты и преподаватели ушли на фронт.

В октябре 1941 года МГУ был частично эвакуирован сначала в Ашхабад (октябрь-июнь 1942 г.), а затем в Свердловск (июнь 1942 г. - июнь 1943 г.). Физический факультет оказался разделен на две части. Деканом Московского отделения стал профессор Б.В.Ильин, Ашхабадского и Свердловского — профессор А.С.Предводителев. Эвакуированное отделение вернулось в Москву в июне 1943 года.

В условиях войны были изменены планы научно-исследовательской и проектной работы факультета. Физфак сначала наладил выпуск деталей для мин, снарядов, ручных гранат и простых радиоприборов, потом начал разрабатывать более сложные приборы и аппаратуру: стилометры, стилоскопы, приборы для ночной посадки самолетов, для обнаружения мин, для измерения магнитных полей, перископы для дотов и подводных лодок и др. В кратчайшие сроки был выполнен ряд исследовательских работ, имевших большое значение для оборонной промышленности.

Сотрудники кафедры оптики под руководством доцента Ф.А.Королева по заданию Государственного Комитета Обороны (ГКО) разработали аппаратуру для экспрессного спектрального анализа металлов и сплавов, которая использовалась при выпуске танков, самолетов и автомашин. Старший инженер кафедры оптики В.Ф. Смирнов за эти работы был удостоен Сталинской премии (1946).

В 1942-44 годах Ф.А.Королев впервые раскрыл физическую природу кумуляции, разработал методы исследования направленного взрыва непосредственно в полевых условиях. Результаты работы были использованы на фронте для борьбы с танками и самоходными орудиями.

На кафедре магнетизма под руководством профессора Н.С.Акулова были созданы дефектоскопы (М.В.Дехтяр, Д.И.Волков), позволявшие обнаружить скрытые дефекты в деталях машин, и приборы для контроля качества термообработки продукции машиностроительных заводов. В 1943-44 гг. М.В.Дехтяр сконструировал и внедрил в производство термоэлектрический прибор для сортировки стали, которая была предназначена для изготовления корпусов бронебойных снарядов.

Профессор Е.И.Кондорский и доцент М.А.Грабовский участвовали в разработке средств защиты кораблей от магнитного минно-торпедного оружия. Серия электромагнитных приборов для авиационной промышленности и производства бронебойных снарядов была разработана Е.И.Кондорским, Р.В.Телесниным, Н.Л.Брюхатовым и их сотрудниками.

На кафедре тепловых и молекулярных явлений под руководством профессора А.С.Предводителева были исследованы процессы воспламенения бензинов и керосинов, горение двухфазных смесей в полузамкнутых сосудах, разработан акустический пульсар, который позволял гасить свечение газов, вытекающих из турбин самолетов.

Аспирант М.Д.Карасев участвовал в конструировании прибора слепой посадки самолетов, который предупреждал пилота об опасных режимах работы двигателя.

Профессор Б.В.Ильин проводил работы по химической защите, в частности, по совершенствованию дымозащитных фильтров в противогазах. Под его руководством ассистент И.А. Яковлев и лаборант В.Ф.Киселев разработали портативный прибор для проверки противогазов.

Под руководством профессора В.Л. Левшина были синтезированы кристаллофосфоры, дающие яркую вспышку под действием инфракрасной радиации. Полученные на их основе экраны монтировались в типовые полевые и морские бинокли. Такие приборы ночного видения были приняты на вооружение Красной Армии и широко использовались при выводе караванов судов из северных портов. Цикл работ по вспышечным кристаллофосфорам был отмечен премией имени Л.И.Мандельштама АН СССР (1947) и Сталинской премией (1952).

Под руководством С.И.Вавилова были завершены предвоенные работы по созданию высокоэкономичных источников света – люминесцентных ламп, производство которых было начато на Московском электроламповом заводе. За эту работу С.И.Вавилов, В.Л.Левшин, В.А.Фабрикант и их сотрудники были удостоены Сталинской премии (1951).

Член-корреспондент АН СССР В.В. Шулейкин разработал теорию расчета морских ледовых переправ. Составленные им таблицы использовались при прокладке «Дороги жизни» по льду Ладожского озера. В.В. Шулейкин занимался также вопросами штурманского и гидрографического вооружения. Им был сконструирован баронивелир – прибор для определения высоты навигационных знаков и огней на берегах.

Воин-альпинист, будущий профессор А.М.Гусев, участвовавший в водружении знамени Родины на Эльбрус, в 1944 году был отозван с фронта в Океанографический институт. Здесь под его руководством была решена задача по гидроаэромеханике судна, касающаяся его дрейфа, рыскания и управляемости при наличии ветра. Был разработан и построен прибор для нахождения суммарной поправки на действие ветра при определении места корабля в море.

Группа физиков-акустиков под руководством профессора С.Н. Ржевкина провела исследования шумов судов для решения задачи борьбы с акустическими минами противника. Были также изучены шумы самолетов и разработаны методы их глушения. Д.И.Блохинцев и Ю.М.Сухаревский разработали метод обнаружения самолетов по создаваемому ими шуму.

Член-корреспондент АН СССР Д.В.Скобельцын возглавил работы по созданию аппаратуры для акустического обнаружения самолетов. При этом была использована методика, предложенная им ранее для исследования космических лучей. Кроме того, в лаборатории Д.В.Скобельцына был создан прибор для контроля с помощью рентгеновского излучения клапанов авиационных моторов (О.Н.Вавилов, В.И.Векслер, Н.А.Добротин), а также прибор для определения толщины стволов стрелкового оружия.

В годы войны ряд ученых физического факультета были эвакуированы в Казань. Здесь Член-корреспондент АН СССР Г.С.Ландсберг руководил разработкой новых методов эмиссионного спектрального анализа и использовал их для контроля качества плавления легких и цветных сплавов на оборонных заводах. Были разработаны простые и надежные стилоскопы, позволяющие проводить экспрессные анализы не только в заводских, но и в полевых условиях. Г.С.Ландсберг и П.А.Бажулин разработали методы молекулярного спектрального анализа, с помощью которых устанавливался состав трофейных бензинов.