1915年
10月6日，出生於長春縣縣衙。取名彭夢熊。
排行老七，上有五個姐姐、一個哥哥。
1920年5歲
春，入長纖會學校小學讀書。
開始學習英語。
1924年9歲
大部分時間病休在家，但每次考試成績都很優異，尤其對數學偏愛。
開始閱讀《史記》等著作。
1928年13歲
1月，入長春自強中學讀初一。
1929年14歲
7月，在哥哥彭夢佛幫助下去吉林毓文中學參加暑期補習班，成績優異。
9月，毓文中學根據彭桓武的成績，收他插入初三學習。彭桓武由彭夢熊改名“彭飛”。
1930年15歲
寒假，研讀達爾文《物種起源》和湯姆生《科學大綱》，自學英文教科書《德語會話語法》。
6月，初中畢業，隨父兄前往北平讀高中，同時考取北師大附中高中和彙文中學高二，選擇彙文學校。
10月，母親陳思敬去世。開始在家自學英文的達夫物理學和微積分。
1931年16歲
1月，取張飛和嶽飛字號的中間字“桓”和“武”，改名“彭飛”為“彭桓武”考入大同中學高三下學期。
9月，以第七名的成績考入清華大學物理係。
樹立人生目標：“不為良匠，必為良師。”
1935年20歲
秋，考上周培源先生的研究生，入清華物理係研究生院繼續深造。
1937年22歲
9月，擔任雲南大學理化係教員。
1938年23歲
報考“英庚款”唯一理論物理名額研究生，考取。
9月，到達愛丁堡，投師馬克斯·玻恩。
1940年25歲
年底，通過畢業論文《電子的量子理論對金屬的力學及熱學性質之應用》，獲得哲學博士學位。
1941年26歲
8月，經玻恩推薦，前往愛爾蘭都柏林高等研究所做博士後的研究學者，在著名科學家埃爾溫·薛定諤領導的理論物理所工作。不久，幫助海特勒進行介子理論方麵的研究。
1943年28歲
與海特勒、哈密頓合作的成果——HHP理論發展了量子躍遷幾率的理論，用能譜強度首次解釋了宇宙線的能量分布和空間分布，名揚世界物理學界。
8月，彭桓武重返愛丁堡，擔任愛丁堡大學理論物理卡內基研究員，再一次投師馬克斯·玻恩，並與玻恩合作共同進行場論、量子力學方麵的研究。
1945年30歲
夏，論文：《量子場論的發散困難及輻射反作用的嚴格論述》順利通過，獲愛丁堡大學科學博士學位。
與玻恩合作以關於場的量子力學與統計力學的一係列探索性工作，共獲愛丁堡皇家學會的麥克杜格爾——布裏斯班獎。
8月，應薛定i萼之邀，赴都柏林高級研究院接替海特勒，任助理教授繼續研究場論，並指導法國訪問學者O莫雷特，對較低能區核碰撞中的介子產生作更細致的計算。
1946年31歲
夏，出席在劍橋大學舉行的戰後第一次基本粒子會議。
1947年32歲
代表雲南大學前往比利時參加“大學教授會議”
1948年33歲
1月，任雲南大學物理係教授，先後開設物性論、量子力學和高等電磁學等課，其中物性論和高等電磁學填補了雲大的空白。同年，當選為皇家愛爾蘭科學院院士。
年底，吳有訓告竺可楨，美國科學促進協會出百年來科學大事記，列名其內隻有兩個中國人——彭桓武、王淦昌。
1949年34歲
5月，任清華大學物理係教授，教授普通物理、數理物理方法和給研究生開設量子力學，直到1952年10月。
11月，幫助錢三強籌建中國科學院近代物理研究所，與錢三強、吳有訓、何澤慧等人成為我國近代物理研究所的創建者。
1950年35歲
5月19日，中國科學院近代物理研究所正式成立，兼近代物理研究所研究員、理論組組長，參加建所工作。