從20世紀(jì)70年代起，在倡導(dǎo)、推動若干高科技項(xiàng)目研究中，發(fā)揮了重要作用。 1982年獲國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。1985年、1987年和1989年三次獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。1994年獲求是基金杰出科學(xué)家獎(jiǎng)。1999年被國家授予“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)隆?985年榮獲“五一勞動獎(jiǎng)?wù)隆薄?987年獲“全國勞動模范”稱號。

　　由于核武器的保密原因，于敏的一切長期以來都處于高度保密中。從1976年到1988年，于敏的名字是保密的，直到1988年以后，于敏才獲得出國進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的機(jī)會。由于工作的關(guān)系，于敏首次出國是以某大學(xué)教授的身份去美國訪問的。在不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，盡管去了許多地方，但他始終像個(gè)“啞巴”：要問也不方便問，要說也不方便說，很不好受。

　　提出氫彈原理方案

　　在我國研制第一枚原子彈尚未成功時(shí)，有關(guān)部門就已做出部署，要求氫彈的理論探索先行一步。1960年底，錢三強(qiáng)找于敏談話，讓他參加氫彈原理研究，于敏毫不猶豫地答應(yīng)了。在錢三強(qiáng)的組織下，以于敏等為主的一群年輕科學(xué)工作者，悄悄地開始了氫彈技術(shù)的理論探索。

　　從原子彈到氫彈，按照突破原理試驗(yàn)的時(shí)間比較，美國人用了七年零三個(gè)月，英國四年零三個(gè)月，法國八年零六個(gè)月，前蘇聯(lián)四年零三個(gè)月。主要一個(gè)原因就在于計(jì)算的繁復(fù)。而中國的設(shè)備更無法可比，國內(nèi)當(dāng)時(shí)僅有一臺每秒萬次的電子管計(jì)算機(jī)，并且95%的時(shí)間分配給有關(guān)原子彈的計(jì)算，只剩下5%的時(shí)間留給于敏負(fù)責(zé)的氫彈設(shè)計(jì)。窮人有窮辦法，于敏記憶力驚人，他領(lǐng)導(dǎo)下的工作組人手一把計(jì)算尺，廢寢忘食地計(jì)算。一篇又一篇的論文交到了錢三強(qiáng)的手里，一個(gè)又一個(gè)未知的領(lǐng)域被攻克。四年中，于敏、黃祖洽等科技人員提出研究成果報(bào)告69篇，對氫彈的許多基本現(xiàn)象和規(guī)律有了深刻的認(rèn)識。

　1964 年9 月，38歲的于敏帶領(lǐng)一支小分隊(duì)趕往上海華東計(jì)算機(jī)研究所，抓緊計(jì)算了一批模型。但這種模型重量大、威力比低、聚變比低，不符合要求。于敏總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，帶領(lǐng)科技人員又計(jì)算了一批模型，發(fā)現(xiàn)了熱核材料自持燃燒的關(guān)鍵，解決了氫彈原理方案的重要課題。于敏高興地說：“我們到底牽住了‘牛鼻子’！”他當(dāng)即給北京的鄧稼先打了一個(gè)耐人尋味的電話。為了保密，于敏使用的是只有他們才能聽懂的隱語：暗指氫彈理論研究有了突破。“我們幾個(gè)人去打了一次獵……打上了一只松鼠?！编嚰谙嚷牫鍪呛孟ⅲ骸澳銈兠烂赖爻粤艘徊鸵拔?？”“不，現(xiàn)在還不能把它煮熟……要留做標(biāo)本。……但我們有新奇的發(fā)現(xiàn)，它身體結(jié)構(gòu)特別，需要做進(jìn)一步的解剖研究，可是……我們?nèi)耸植粔??！薄昂茫伊⒓蹿s到你那里去?！蹦甑祝诿糸_始從事核武器理論研究，在氫彈原理研究中提出了從原理到構(gòu)形基本完整的設(shè)想，解決了熱核武器大量關(guān)鍵性的理論問題，并在平均場獨(dú)立粒子方面做出了令人矚目的成績。

　　1967年6月17日，中國的第一顆氫彈在爆炸成功。

　　上世紀(jì)80年代初，于敏意識到慣性約束聚變在國防上和能源上的重要意義。為引起大家的注意，他在一定范圍內(nèi)作了“激光聚變熱物理研究現(xiàn)狀”的報(bào)告，并立即組織指導(dǎo)了我國核理論研究的開展。1986年初，鄧稼先和于敏對世界核武器科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨勢作了深刻分析，向中央提出了加速我國核試驗(yàn)的建議。事實(shí)證明，這項(xiàng)建議對中國核武器發(fā)展起了重要作用。