Вторжение гитлеровских войск в пределы СССР 21 июня 1941 г. нарушило нормальное развитие Института.

В конце июля 1941 г. Институт был эвакуирован в г. Казань, где расположился в помещении физического практикума Государственного казанского университета. Здесь Институт пробыл более двух лет, до осени 1943 г.

Несомненно, тяжело протекали эти казанские годы, тяжело как в производственном, так и в бытовом отношении. Но никогда не забудется общий патриотический подъем, который, несмотря на лишения, намагничивал всех на одно дело, на помощь фронту.

Без всякого принуждения лаборатории изменили темы своих работ так, что они помогали Красной Армии, военной промышленности, госпиталям. Итог был совсем реальный и бесспорный. Институт помог в Казани пустить производство светящихся составов постоянного действия. В Институте научились готовить керамические массы для изоляции радиоконденсаторов и передали это дело на производство, выпускающее теперь их десятками тысяч в месяц; для казанских и других заводов сотрудники Лаборатории атомного ядра дали новые дефектоскопические приборы; госпитали получили от ФИАН новый рентгеновский стереоприбор; акустики Института работали на фронте, выполняя важные военные задания; теоретики своими расчетами помогали бороться с магнитными и акустическими минами, а специалисты по люминесценции нашли новые эффективные способы применения люминесценции для военных задач, соединяя физическую новизну с военной важностью. Спектральный анализ из Института в виде методов, переданных работникам заводских лабораторий, и новых приборов быстро распространился по заводам. Специалисты по колебаниям дали морякам и авиации новые методы.

Библиотека Физического института была единственной академической библиотекой, почти полностью эвакуированной и открытой для пользования всем академическим учреждениям. Она принесла трудно оценимую пользу Академии в Казани. Во время отсутствия Института в Москве в его здании были расположены производственные учреждения, выполнявшие важную оборонную работу.