В числе первых ученых России, изучавших радиоактивность, был один из основателей Института физики профессор Санкт-Петербургского университета Иван Иванович Боргман. Уже в апреле 1897 года, вскоре после открытия радиоактивности, он продемонстрировал явление термолюминесценции солей СаSO4 +MnSO4 под воздействием урановых лучей. В дальнейшем И.И.Боргман и его ученики А.П.Афанасьев и Ф.Н.Индриксон исследовали излучения минералов, содержащих торий и уран, наблюдали отклонение лучей радия магнитом и описали ряд других эффектов, связанных с радиоактивностью. Эти работы были опубликованы в выпусках Журнала Русского Физико-Химического Общества в 1897-1904 г.г.

В 1935 году тогда доцент Б.С.Джелепов организовал группу студентов и аспирантов по изучению свойств ядер. Изучалась аннигиляция позитронов, был разработан магнитный анализатор для измерения бета-спектров. Среди членов этой группы были известные в будущем физики А.М.Прохоров (впоследствии Нобелевский лауреат), Н.А.Власов, Н.А.Бургов.

В 1944 году Б.С.Джелеповым была создана новая ядерная лаборатория и начато чтение курса лекций по ядерной физике. На 6-ти канальном магнитном анализаторе Б.С.Джелеповым, М.Л.Копьевой и Е.В.Воробьевым был измерен бета-спектр 40К. Работа была опубликована в 1946 году в журнале Physical Review.

В январе 1946 года в ЛГУ была создана кафедра ядерной физики. Её возглавил член-корреспондент АН СССР Борис Сергеевич Джелепов. Основным научным направлением кафедры стала ядерная спектроскопия. Большое внимание уделялось созданию новых бета-спектрометров. Вслед за первым анализатором были построены три бета-спектрометра типа "Кэтрон", один из которых - П.П.Зарубиным. Душой кэтронной лаборатории был А.А.Башилов, большой мастер эксперимента. Впоследствии (1953-1975 г.г.) были построены: спектрометр с тройной фокусировкой (О.Е. Крафт, С.А. Шестопалова), линзовый спектрометр и спектрометр совпадений типа "Апельсин" (П.А.Тишкин), спектрометр - совпадений (Ю.Г.Жуковский, О.Е.Крафт, Ю.В.Наумов, В.М.Сигалов),сдвоенный линзовый спектрометр совпадений (В.А.Сергиенко), гамма-годоскоп (О.В.Чубинский, Ю.А.Лакомкин, Ю.Н.Подкопаев), два спектрометра с двойной фокусировкой на угол 2 с радиусами равновесной орбиты 140 и 500 мм (А.В.Золотавин, Е.П.Григорьев, В.О.Сергеев, К.П.Артамонова), магнитно-призменный спектрометр типа УМБ-2 (А.В.Золотавин, Е.П.Григорьев, Н.М.Антоньева, В.М.Виноградов, В.М.Макаров), безжелезный "Апельсин" (Ю.В.Наумов, О.Е.Крафт, А.С.Басина). На кафедре было создано несколько -спектрометров (В.А.Сергиенко и др.).

Комплекс кафедральных спектрометров был использован для изучения бета- и гамма-спектров, возникающих при распаде около сотни радиоактивных ядер, были построены соответствующие схемы возбужденных уровней дочерних ядер, многие из которых - впервые.

Уже в первые годы на кафедре по инициативе Б.С.Джелепова была создана теоретическая группа. Работая в контакте с экспериментаторами, сотрудники этой группы изучали теорию бета-распада ядер (Л.Н.Зырянова, Ю.П.Суслов, В.М.Михайлов), внутреннюю конверсию -переходов (М.А.Листенгартен, В.А.Крутов, А.П.Фересин, Ф.Ф.Карпешин), структуру атомных ядер (В.М.Михайлов), Оже-эффект (М.А.Листенгартен). Изучая внутреннюю конверсию, М.А.Листенгартен впервые обнаружил переходные электромагнитные тороидные моменты у ряда ядер. Б.С. Джелепов и Л.К.Пекер развивали модельные представления о ядрах и строили схемы уровней ядер. Было опубликовано несколько монографий и справочников, таблицы для анализа бета-распада, серия книг "Свойства атомных ядер", таблицы со схемами распада ядер.

Успешно выполняли обязанности заместителя заведующего кафедрой доцент П.А.Тишкин и доцент П.П.Лебедев. Ранее, ещё в 1948 году, вышло Постановление правительства о строительстве в ЛГУ циклотрона Р-7 и об организации циклотронной лаборатории. Первым её заведующим (до середины 1956 года) был профессор Г.С.Кватер, затем, с 1956 г. (по 1987 год), профессор П.П.Зарубин. Позднее, в 1963 году, был запущен ныне действующий циклотрон У-120. На базе циклотронной лаборатории в 1957 году была создана вторая ядерная кафедра - кафедра ядерных реакций, а первая стала называться кафедрой ядерной спектроскопии, которую возглавил (до 1988 г) профессор Б.С.Джелепов (с 1988 г. по 1992 г. кафедру ядерной спектроскопии возглавлял профессор К.А.Гриднев). В 1957 году кафедру ядерных реакций возглавил (до 1987 года) профессор Ю.А.Немилов, а с 1987г. по 1992 г. - профессор П.П.Зарубин.

Основными научными направлениями кафедры ядерных реакций стало изучение упругого и неупругого рассеяния протонов и -частиц на ядрах среднего атомного веса, исследование механизмов реакций, измерение сечений образования ядер. Экспериментальную базу кафедры составил, кроме циклотрона У-120, безжелезный бетатрон (В.П.Дубенский, А.П.Дубенский, Е.А.Байкова). На кафедре были созданы магнитные анализаторы с камерами для изучения спектров тяжелых заряженных частиц и для многоуглового анализа спектров (А.Е.Антропов, В.П.Гусев, А.Е.Денисов, П.П.Зарубин, Ю.В.Кангрополь, Р.П.Колалис, В.В.Лазарев, Ю.А.Лакомкин, Б.Н.Орлов, В.Ю.Падалко, В.С.Садковский, В.Р.Саулит, Г.А.Феофилов, Ю.В. Хрисанфов, О.В.Чубинский и др.), а также бета-спектрометры СП-85 и СП-11. Был создан комплекс гамма-спектрометрической аппаратуры (Ю.А.Александров, М.В.Апрелев, Л.И.Виноградов и др.).

Изучение процессов взаимодействия протонов, дейтонов и альфа-частиц с ядрами позволило установить свойства нескольких десятков ядер, определить сечения образования и функции возбуждения в различных ядерных реакциях, измерить величины изомерных отношений для ряда реакций, открыть ряд закономерностей протекания реакций. Исследовалась вероятность переворота спина и заселения подуровней ядер (О.В.Чубинский, В.В.Лазарев и др.).

Проводились работы по развитию оптической модели и методов искаженных волн и связанных каналов (К.А.Гриднев, Л.В.Краснов, А.В.Смирнов, А.А.Коложвари и др.), по разработке единого подхода к анализу взаимодействия нуклонов и тяжелых ионов с ядрами (О.М.Князьков). Ведущий сотрудник теоретического сектора В.А.Крутов известен как автор новой модели ядер, он же развивал теорию внутренней конверсии, им же были выполнены работы по изучению спин-орбитального потенциала (совместно с Л.Н.Савушкиным).

На кафедре была также создана лаборатория физики высоких энергий (заведующий профессор В.Ф.Литвин). Исследовались, в частности, закономерности в выходах частиц в релятивистских ядерных реакциях. В дальнейшем, работая в области астрофизики, В.Ф.Литвин изучал особенности в распределении материи во Вселенной.

В 1992 году обе кафедры объединились в одну кафедру - кафедру ядерной физики, которую возглавил профессор К.А.Гриднев.

За время существования обеих ядерных кафедр (с 1946 г. по настоящее время, 2001 г.) ими было выпущено более 1000 специалистов по ядерной физике. Среди выпускников кафедры - 1 академик, 3 чл.-корреспондента АН, около 40 докторов наук, свыше 150-ти кандидатов наук. Сотрудники кафедры опубликовали более 2000 научных трудов, написали свыше 40 книг и учебных пособий.

В состав кафедры входят лаборатории ядерных реакций, ядерной спектроскопии, теоретической ядерной физики, ядерной физики высоких энергий, научно-учебная лаборатория и учебная лаборатория по ядерной электронике. Сотрудники кафедры работают также в лаборатории по ядерной физике для студентов неядерных специальностей.