费米由于对中子吸收做了重要的研究，于1938年获得诺贝尔物理奖。但是就在这时他却在意大利遇到了麻烦。一是因为他的妻子是犹太人，意大利法西斯政府颁布出一套粗暴的反对犹太人的法律；二是因为费米强烈反对法西斯主义──墨索里尼独裁统治下的一种危险的态度。1938年12月他前往斯德哥尔摩接受诺贝尔奖，此后就没有返回意大利，而是去了纽约。哥伦比亚大学主动为他提供职位，并为自己的师资队伍中增添了一位世界上最伟大的科学家而感到自豪和骄傲。1944年费米加入美国籍。

在1939年初，据李泽·梅特纳、奥特·哈尔姆和弗里茨·斯特拉斯曼报导，中子被吸收后有时会引起铀原子裂变。这项报导发表后，和其他几位主要的物理学家一样，费米立即认识到一个裂变的铀原子可以释放出足够的中子来引起一项链式反应，而且还和另外几位物理学家一样，费米马上就预见到这样的链式反应可用于军事目的潜在性。1939年3月，费米与美国海军界接触，希望引起他们对发展原子武器的兴趣。但是直到几个月后阿尔伯特·爱因斯坦就此课题给罗斯福总统写了一封信以后，美国政府才对原子能给予重视。

美国政府一有了兴趣，建立一个模式原子反应堆就成了科学家的首要任务，以探明自保持的链式反应是否确实可行。由于恩利克·费米是世界上主要的中子权威，且集理论与实验天才于一身，所以被选为世界第一台核反应堆攻关小组组长。他最初在哥伦比亚大学工作，随后又到芝加哥大学工作。1942年12月2日，在芝加哥，费米指导下设计和制造出来的核反应堆首次运转成功。这是原子时代的真正开端，因为这是人类第一次成功地进行了一次核链式反应。试验成功的消息以意味深长的预言形式一下子就传到了东方：意大利航海家进入了新世界。……随着这项实验的成功，即刻做出了全速开展哈曼顿工程计划。费米在这项工程中作为一位主要的科学顾问，继续发挥着重要的作用。

战后，费米在芝加哥大学任教授。他于1954年去逝。费米结过婚，有两个孩子。100号化学元素鉘就是为纪念他而命名的。

费米是一位重要的人物，其理由有以下几点。首先无容争辩他是二十世纪最伟大的科学家之一，又是在理论和实验双方面都出类拔萃的几位科学家之一。本文只记叙了费米最重要的科学成果中的几项，实际上他在一生中写出过250多篇科学论文。

第二，费米是原子弹发明中的一位很重要的人物，虽然其他几位科学家对其发展也起了同样重要的作用。

费米的主要贡献在于他在发明核反应堆中所起的重要作用。十分显然，这项发明的主要功劳应归于费米。他最先对有关方面的基础理论做出了重大的贡献，随后又亲自指挥第一座核反应堆的设计和建造。

自从1945年以来，原子武器并没有用于战争，而是建造了许多核反应堆，为和平事业提供能源。在将来反应堆可能会是更重要的能源。此外，有些反应堆用来生产所需的放射性同位素，用于医学和科研；反应堆还是凶多吉少的钚源，钚是一种可用来制造原子武器的物质。人们会担心核反应堆可能会给人类造成大灾难，但是无人认为它是一项举无轻重的发明。不管是凶是吉，费米的发现在未来的年代可能会对世界产生巨大的影响。