當然，柯比諾教授也利用自己手中的權力，盡可能地創造有利條件幫助費米先生。柯比諾對費米的發展製訂了詳細的計劃。這第一步計劃就是讓費米到德國和荷蘭去進修，然後就讓他在羅馬大學取得理論物理學教授的職位。名師出高徒。費米在取得理論物理學教授職位後不久，果然不出柯比諾教授所料，很快就使羅馬成為當時舉世矚目的原子物理的研究中心之一。在費米先生身邊，聚集了一批來自多國的優秀學生。雖然他們當時的研究條件比較差，但一群追求科學的青年人幹勁十足而又充滿極大的研究熱情。在這些青年人的幫助下，費米建立了“β射線分裂”的理論，發現了鈾射線中的“元素人工變換”等一係列物理前沿的成果，從而構成了意大利現代物理學派，並由此吸引了大批的意大利國內外的大學生和研究生。費米的事業如日中天，也引起了當時正在日益擴大的法西斯黨徒的注意。為了利用費米，法西斯主義者也極力吹捧和支持費米。但費米不為所動，他認為法西斯主義者的行徑與他獻身科學的目的是完全相違背的，費米熱愛自己的祖國，衷心地希望意大利繁榮輝煌，但是這種繁榮和輝煌決不能建立在戰爭尤其是侵略戰爭的基礎上。
1936年，費米獲得諾貝爾物理學獎，他一家人為了領取諾貝爾獎，闖過重重關卡，才獲得準許去瑞典。費米在領取諾貝爾獎後，采取周密的措施，逃過多少次圍追堵截，帶領全家終於橫渡大西洋，逃到美國。
從此以後，費米先生再也沒有回過意大利。費米是世界聞名的物理學家，他到美國後受到熱烈歡迎和重視。美國人十分清楚費米先生的巨大才能和對美國的重要意義。美國政府不僅讓費米過著非常舒適的生活，為了發揮他的才能，還把曼哈頓計劃，即實現原子彈計劃交給費米來主持、管理，費米是曼哈頓計劃的最高負責人。費米不負美國政府的重托，在他的主持下，美國率先試驗成功了原子彈，並把第二顆、第三顆原子彈成功地投放日本的廣島和長崎，從而對第二次世界大戰的勝利結束起了很大的促進作用。
李政道投師費米，結識了集中在費米先生周圍的一大批人才，這也使得李政道的學業進步更快。初到芝加哥大學的李政道對美國的教學還不適應。但隨著時間的推移，他發現美國教育和中國教育有很大不同，他感到美國的教學內容和教學方法與中國的教學內容和教學方法相比有很多優點和長處。中國的教學方法一般是推演的方法，授課形式也是老師講、學生聽和記筆記，課後做習題。而在美國，學生和教授之間的教與學常常是在互相討論、辯論之中進行的，有時爭論還相當激烈，甚至有惡作劇和出言不遜，但教授從不計較，這種行為從不影響師生之間的友好關係和感情交流。這樣的教學方法，李政道認為很適合青年人，它不僅使學生能力提高得快，而且使學生感到很輕鬆。他認為中國教學應該學習美國的這種重視提高實際能力的教學方法。費米做人坦蕩、正直、謙虛、熱情，竭誠奉獻，這給李政道以非常深刻的印象。初到美國的李政道由於英語口語不好，麵對教授總有點敬畏和心理壓力。但費米先生從不居高臨下，總是熱情、耐心而循循善誘地開導李政道。費米經常對李政道講，教授也是教師，教授並不意味著就是優秀教師，教授通常是在某一個學術領域裏知識比較淵博，有些專長罷了。
你們對教授所講的話不一定要都相信，你們可以提出自己的見解，哪怕是很幼稚的想法也是好的；不要怕問錯，錯了就改，誰不犯錯誤呢？可怕的是連問題都提不出來，這第一步就沒法邁出去；能提出問題的學生才算在進行思考的好學生。費米辦事認真而細致，從不應付了事，無論是講課還是輔導，總是始終如一地認真和負責，並且不厭其煩、深入淺出。費米先生常常以通俗易懂的實例講解，要求學生一定要明白：科學大廈要一塊磚一塊磚地壘，一層樓一層樓地往上建築，基礎不好，萬事皆休。費米教授非常喜歡和青年人在一起討論問題。除了正式和非正式的課程以外，費米教授還將他的午餐時間幾乎全部獻給了這些研究生。費米教授經常和學生在一起海闊天空地談話，涉及麵之寬，可以說無所不包。有一天，費米先生給學生講了一個很有趣的故事，李政道聽得很認真，生怕丟掉一個字。費米先生講的是關於愛因斯坦的動人故事：“愛因斯坦住宅附近有個10來歲的小孩，這個小孩既調皮又聰明，問題總是很多，他經常去向愛因斯坦請教數學問題。愛因斯坦生來就喜歡孩子，不僅給這位小孩講解數學問題，而且與這位孩子無話不聊。時間長了，孩子的母親知道了。
孩子的母親很不好意思。她很擔心孩子的這種行為影響了這位偉大的科學家的工作，因而便親自登門向愛因斯坦真誠地道歉。可是愛因斯坦卻真誠地對孩子的母親說：不要向我道歉，和這位孩子在一起，不僅沒有影響我的工作，而且我從他身上學到的東西，要比他從我這裏學到的東西還多。我應該感謝你才對！”