1915年
10月6日，出生于长春县县衙。取名彭梦熊。
排行老七，上有五个姐姐、一个哥哥。
1920年5岁
春，入长纤会学校小学读书。
开始学习英语。
1924年9岁
大部分时间病休在家，但每次考试成绩都很优异，尤其对数学偏爱。
开始阅读《史记》等着作。
1928年13岁
1月，入长春自强中学读初一。
1929年14岁
7月，在哥哥彭梦佛帮助下去吉林毓文中学参加暑期补习班，成绩优异。
9月，毓文中学根据彭桓武的成绩，收他插入初三学习。彭桓武由彭梦熊改名“彭飞”。
1930年15岁
寒假，研读达尔文《物种起源》和汤姆生《科学大纲》，自学英文教科书《德语会话语法》。
6月，初中毕业，随父兄前往北平读高中，同时考取北师大附中高中和汇文中学高二，选择汇文学校。
10月，母亲陈思敬去世。开始在家自学英文的达夫物理学和微积分。
1931年16岁
1月，取张飞和岳飞字号的中间字“桓”和“武”，改名“彭飞”为“彭桓武”考入大同中学高三下学期。
9月，以第七名的成绩考入清华大学物理系。
树立人生目标：“不为良匠，必为良师。”
1935年20岁
秋，考上周培源先生的研究生，入清华物理系研究生院继续深造。
1937年22岁
9月，担任云南大学理化系教员。
1938年23岁
报考“英庚款”唯一理论物理名额研究生，考取。
9月，到达爱丁堡，投师马克斯·玻恩。
1940年25岁
年底，通过毕业论文《电子的量子理论对金属的力学及热学性质之应用》，获得哲学博士学位。
1941年26岁
8月，经玻恩推荐，前往爱尔兰都柏林高等研究所做博士后的研究学者，在着名科学家埃尔温·薛定谔领导的理论物理所工作。不久，帮助海特勒进行介子理论方面的研究。
1943年28岁
与海特勒、哈密顿合作的成果——HHP理论发展了量子跃迁几率的理论，用能谱强度首次解释了宇宙线的能量分布和空间分布，名扬世界物理学界。
8月，彭桓武重返爱丁堡，担任爱丁堡大学理论物理卡内基研究员，再一次投师马克斯·玻恩，并与玻恩合作共同进行场论、量子力学方面的研究。
1945年30岁
夏，论文：《量子场论的发散困难及辐射反作用的严格论述》顺利通过，获爱丁堡大学科学博士学位。
与玻恩合作以关于场的量子力学与统计力学的一系列探索性工作，共获爱丁堡皇家学会的麦克杜格尔——布里斯班奖。
8月，应薛定i萼之邀，赴都柏林高级研究院接替海特勒，任助理教授继续研究场论，并指导法国访问学者O莫雷特，对较低能区核碰撞中的介子产生作更细致的计算。
1946年31岁
夏，出席在剑桥大学举行的战后第一次基本粒子会议。
1947年32岁
代表云南大学前往比利时参加“大学教授会议”
1948年33岁
1月，任云南大学物理系教授，先后开设物性论、量子力学和高等电磁学等课，其中物性论和高等电磁学填补了云大的空白。同年，当选为皇家爱尔兰科学院院士。
年底，吴有训告竺可桢，美国科学促进协会出百年来科学大事记，列名其内只有两个中国人——彭桓武、王淦昌。
1949年34岁
5月，任清华大学物理系教授，教授普通物理、数理物理方法和给研究生开设量子力学，直到1952年10月。
11月，帮助钱三强筹建中国科学院近代物理研究所，与钱三强、吴有训、何泽慧等人成为我国近代物理研究所的创建者。
1950年35岁
5月19日，中国科学院近代物理研究所正式成立，兼近代物理研究所研究员、理论组组长，参加建所工作。
1951年36岁
5月，前往广西柳城县参加土地改革运动。个月后返回。
1952年37岁
4月，任近代物理研究所副所长，兼任清华大学物理系教授。
10月，兼任北京大学物理系教授，讲授《量子力学》，并带研究生，直到1955年6月。
10月，主持制订近代物理研究所第一个五年计划。
1的3年38岁
4月10日，政院政会议正式任命王淦昌、彭桓武为近代物理研究所副所长一职。应邀参加重工业部钢铁局组织的钢锭高温加热攻关工作，并参与我国钢锭高温热处理第一个规程的制订，被誉为新中国理论物理学家为国民经济建设服“第一人”
在物理所的理论物理室主持核理论讨论班，组织集体学习和讨论核物理中的理论问题。这项工作直到1955年。
1954年39岁
暑假，教育部在青岛举办为各大学培训一批量子力学师资的讲习班，彭桓武讲授量子力学。
9月，当选为第一届全国人大代表。
1955年40岁
6月1日，被选聘为中国科学院数理化学部学部委员（1994年1月改称院士)。
10月，以中国特派实习生身份前往苏联莫斯科学习核反应堆理论。
1956年41岁
4月，与黄祖洽、金星南合作，在物理所举办为期一年的反应堆理论训练班，学员近20人，为中国培养了第一代反应堆理论研究人员。
10月，与胡济民、朱光亚共同给一批刚毕业的大学生讲授反应堆理论，彭桓武主讲反应堆原理和核工原理。这项工作直到1957年5月。同时，给清华工程物理系讲授反应堆理论课程。
1957年42岁
6月，受命全面负责坨里原子能反应堆有关方面的研究工作。
冬，领队代表中国前往印度参加亚洲第一座反应堆典礼。
1958年43岁
8月，领导研制核潜艇动力堆工作，负责这一工程的组织领导和堆工程财工作，兼任科技领导小组组长。
12月，与刘秉娴结婚。
1959年44岁
春到夏，组织一系列关于反应堆理论与实验的学术报告。同时，在研究所培养并组建一支精干的计算数学队伍。
4月，当选为第二届全国人大代表。
1960年45岁
6月，组织领导和参加完成《潜艇核动力方案设计（草案）》。
与吴有训等前往英国出席皇家科学院成立300周年纪念大会，与导师马克斯·玻恩重逢。
1961年46岁
4月初，经钱三强推荐替代苏联专家工作，到二机部九所任副所长，从事核武器研究。不久，兼任第四技术委员会主任。
1962年47岁
9月，领导和参加的《原子弹理论设计方案》诞生。9月，兼任中国科技大学01系教授。这一工作延续到1964年6月。
1963年48岁
秋冬之际，前往青海湖畔参加一比二核装置聚合爆轰试验。冬，奉命到兰州浓缩铀厂，为铀-235的生产解决一系列临界安全问题。
1964年49岁
2月，二机部九所改为二机部九院，任副院长。
10月，前往西北核试验基地参加原子弹试验。16日，试验成功。
12月，当选为第三届全国人大代表。
1965年50岁
9月，氢弹原理方案取得重大突破。
10月，前往罗布泊参加原子弹试验。10月16日，试验成功。
1966年51岁
冬，前往西北核试验基地参加氢弹原理试验。12月28日，试验圆满成功。
1969年54岁
春，参加我国第一次地下核试验。
1972年57岁
11月，调中国科学院高能物理研究所任副所长。
1977年62岁
8月15日，妻子刘秉娴病逝。
1978年63岁
2月，当选为第五届全国政治协商委员会委员。
5月，任中国科学院理论物理研究所所长。
10月，应中国科技大学研究生院邀请，开设理论物理课程，这一工作直到1979年6月。
1980年65岁
1月，出席“广州粒子物理理论讨论会”辞去理论物理所所长职，改任名誉所长，出任第一任中科院数理学部统计物理与凝聚态理论学术小组组长。
1981年66岁
组织召开全国第一次统计物理和凝聚态理论研讨大会。
1982年67岁
我国首次试行科学基金制，被推举为科学院数理部基金组组长。
10月，由于对原子弹氢弹设计原理中的物理力学数学理论问题取得突出成果作出了重要贡献，获得国家自然科学一等奖。
1983年68岁
担任中国科学院数理学部规划组长。
1985年70岁
《彭桓武选集》由中国科学院理论物理研究所、北京应用物理和计算数学研究所编，中国学术出版社出版。
以第一颗原子弹氢弹的主要完成者之一，获两项国家科学技术进步奖特等奖。
1987年72岁
2月28日，参加中国物理学会学术报告会。
1992年77岁
夏，在北京出席“复杂性研究讨论会”为促进交叉科学发展而努力。
1994年79岁
3月31日，在中科院理论物理研究所第五届学术委员会第四次全体会议上讲话，就“理论物理学如何才能不死”发表中肯的意见，引起众人的兴趣和讨论。
9月10日，在理论物理所作报告：《学生与先生》，从教和学两个方面，就青年一代理论物理工作者的培养系统地阐述自己的见解，受到与会研究人员和研究生的热烈欢迎。
1995年80岁
4月，应邀访问上海复旦大学，作《治学与为人之道》和《个人学术思想漫谈》演讲，受到热烈欢迎。
5月，应邀前往秦山核电站视察参观。
9月28日至30日，参加第40次香山科学会议，发言题目：《生物凝聚态》引起强烈反响。
10月19日，荣获第二届“何梁何利基金科学与技术成就奖”，在国宾馆钓鱼台会议大厅出席授奖大会并发言。
1996年81岁
首届“彭桓武纪念赠款”寄给第一位获奖者。
1997年82岁
第二届“彭桓武纪念赠款”颁发。
1998年83岁
荣获国家首批“资深院士”称号。
第三届“彭桓武纪念赠款”颁发。
1999年84岁
5月，《理论物理基础》第二次印刷。
第四届“彭桓武纪念赠款”颁发。
9月18日，共和国50周年华诞前夕，中共中央、国院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”做出突出贡献的科技专家。彭桓武被授予“两弹一星功勋”奖章。
2000年85岁
第五届“彭桓武纪念赠款”颁发。
《理论物理基础》第三次印刷。
2001年86岁
彭桓武、徐锡申着作《数学物理方法导论》出版。
第六届“彭桓武纪念赠款”颁发。
5月，彭桓武、徐锡申着作《数理物理基础》由北京大学出版社修订出版。
9月，《彭桓武诗集》由北京大学出版社出版。
2002年87岁
第七届“彭桓武纪念赠款”颁发。
2006年91岁
9月25日，中国科学院、中国科学技术协会共同主办“彭桓武院士科技思想座谈会暨‘彭桓武星命名仪式”在中国科技会堂隆重举行，将一颗由中国科学家发现的小行星命名为“彭桓武星”。
2007年92岁
2月28日21时40分，彭桓武因病在北京医院逝世，享年92岁。
2008年10月12曰
彭桓武铜像揭幕仪式在中科院理论物理所举行。“两弹一星”元勋、中科院名誉主席周光召院士，何泽慧院士，全国政协科教文卫主任、科技部原部长徐冠华院士，“两弹一星”元勋于敏院士一起为铜像揭幕。