Физи́ческая хи́мия в СССР и РФ. Традиции, зародившиеся до 1917 г., в существенной степени сохранились и в советской химической науке. Так, в истории советской химии большую роль играли исследовательские школы, сложившиеся вокруг ведущих учёных. В области физической химии это в первую очередь получившая международную известность благодаря исследованиям по химической кинетике школа Н. Н. Семёнова. За исследования в области цепных реакций Семёнову присуждена Нобелевская премия по химии (1956). Большой вклад в изучение механизмов цепных разветвлённых реакций внесли Ю. Б. Харитон, В. Н. Кондратьев, А. Б. Налбандян, В. В. Воеводский, Н. М. Эмануэль. Разработаны тепловая теория распространения пламени (Я. Б. Зельдович, Д. А. Франк-Каменецкий) и теория детонации (Зельдович). На примере реакций газофазного фторирования открыты реакции с энергетическим разветвлением цепей (А. Е. Шилов, Семёнов). А. Д. Абкин и В. И. Гольданский показали возможность протекания химических реакций при температурах, близких к абсолютному нулю. Исследования медленных цепных реакций с вырожденным разветвлением цепей проведены Эмануэлем.

Николай Семёнов (слева) и Николай Эмануэль. 1964.Николай Семёнов (слева) и Николай Эмануэль. 1964.Советская наука занимала лидирующие позиции в области катализа. Один из основоположников каталитического органического синтеза при высоких давлениях и температурах В. Н. Ипатьев сыграл важную роль в организации химической промышленности СССР. Крупнейшая в Советском Союзе школа по органическому катализу создана Н. Д. Зелинским. Проведены работы по теории катализа Зелинским и его учениками (А. А. Баландиным, Б. А. Казанским и др.). Казанским открыта каталитическая реакция ароматизации парафиновых углеводородов. Баландин сформулировал основные положения мультиплетной теории катализа, связавшей структурные и энергетические факторы, влияющие на протекание каталитических процессов. Электронная теория катализа на полупроводниках развита С. З. Рогинским и Ф. Ф. Волькенштейном. Н. И. Кобозев предложил теорию активных каталитических ансамблей. Г. К. Боресковым и другими разработаны основы гетерогенно-каталитических процессов. М. И. Тёмкиным предложены кинетические теории, используемые для описания ряда промышленно важных многостадийных процессов (в том числе каталитических). И. В. Березиным открыто явление биоэлектрокатализа.

Одним из основоположников современного учения об электрохимических процессах по праву можно считать А. Н. Фрумкина; его работы оказали большое влияние на развитие электрохимической кинетики. Я. М. Колотыркин выявил роль комплексообразования в процессах коррозии и предложил ряд методов противокоррозионной защиты. А. И. Бродский впервые в стране получил тяжёлую воду и положил начало изучению химии изотопов. Создатель физико-химической механики дисперсных структур и материалов П. А. Ребиндер открыл эффект понижения прочности твёрдых тел при воздействии на них поверхностно-активных веществ. Систематические исследования адсорбции проведены под руководством М. М. Дубинина; самим Дубининым создана универсальная теория сорбции, разработаны методы получения адсорбентов с заданными параметрами. Основополагающие работы в области фотохимии выполнены А. Н. Терениным, который впервые дал чёткое представление о механизме первичного акта фотохимической реакции. М. В. Алфимов открыл фотохимическое инициирование фазовых превращений, Б. П. Белоусов – химические колебательные реакции. Л. С. Полак разработал теоретические основы плазмохимии. Продолжая традиции школы Семёнова по изучению физической природы химических реакций, А. Л. Бучаченко, Ю. Н. Молин, Р. З. Сагдеев, К. М. Салихов и Е. Л. Франкевич открыли магнитный изотопный эффект. Гольданский с сотрудниками разработали основы применения гамма-резонансной спектроскопии для решения структурно-химических задач.

Становление отечественной радиохимии связано с именем В. И. Вернадского, который одним из первых в стране оценил значение радиоактивных веществ как источника энергии. В 1921 г. И. Я. Башиловым и В. Г. Хлопиным получен отечественный препарат радия. Исследования 1920–1940-х гг., проводившиеся в организованном Вернадским Радиевом институте, в немалой степени способствовали реализации Атомного проекта. Работы по синтезу новых тяжёлых трансурановых элементов возглавил Г. Н. Флёров; в результате в 1958–1981 гг. синтезированы элементы с порядковыми номерами 102–107 (нобелий, лоуренсий, резерфордий, дубний, сиборгий, борий). Цикл работ по химии соединений трансурановых элементов осуществили Н. Н. Крот, В. И. Спицын и др. Продолжением работы Флёрова стало открытие в 1999–2010 гг. в Объединённом институте ядерных исследований под руководством Ю. Ц. Оганесяна элементов 113–118 (нихоний, флеровий, московий, ливерморий, теннессин, оганесон).Георгий Флёров (слева) и Юрий Оганесян. Объединённый институт ядерных исследований. Дубна. 1989.Георгий Флёров (слева) и Юрий Оганесян. Объединённый институт ядерных исследований. Дубна. 1989.