Родился (30 декабря 1902) 12 января 1903 года в поселке Симский завод на Урале (ныне Челябинская область).

Его мать была учительницей, отец — землемером. Детство его прошло в Симферополе, куда переехала семья из-за болезни сестры И. В. Курчатова. Поступив в местную гимназию, он окончил ее в 1920 году с золотой медалью. В том же году поступает на физико-математический факультет Крымского университета и заканчивает его за три года вместо четырех.

Поворотным для молодого ученого становится 1925 год. Его приглашает академик Абрам Иоффе в Ленинградский Физико-технический институт (ЛФТИ). Именно там раскрылся его талант ученого. И. В. Курчатов открыл явление ядерной изомерии у искусственно-радиоактивных изотопов и построил теорию этого явления. Под его руководством Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открыли явление самопроизвольного деления урана.

В 1930 году назначается заведующим отделом ЛФТИ. Во время Великой Отечественной войны до 1942 года он разрабатывает методы защиты кораблей от магнитных мин, за что в составе коллектива получает Государственную премию за разработку способов размагничивания.

В 1943 году Государственный Комитет Обороны принимает решение об организации лаборатории для изучения атомной энергии. Руководителем назначается И. В. Курчатов. Под его руководством созданы: в 1944 году — первый советский циклотрон; в 1949 и 1953 годах — атомная и термоядерные бомбы; в 1954 году построена первая в мире атомная электростанция. И. В. Курчатов приложил много сил к созданию крупнейшей на то время и первой советской термоядерной исследовательской установки «Огра-1». В 1953 — 1959 годах вместе с академиком А. П. Александровым он руководил научными работами по созданию первого в мире атомного ледокола «Ленин».

Достижения его были отмечены различными наградами. И. В. Курчатов — Герой Социалистического Труда, неоднократный лауреат Государственных и Ленинских премий. Депутат Верховного Совета СССР третьего и пятого созывов.

7 февраля 1960 года выдающийся ученый Игорь Васильевич Курчатов скоропостижно скончался в Москве.

Его именем названы основанный им Институт атомной энергии и Белоярская АЭС. Академия наук СССР за выдающиеся работы в области ядерной физики учредила медаль им. И. В. Курчатова.