李政道的研究领域很宽，在量子场论、基本粒子理论、核物理、统计力学、流体力学、天体物理方面的工作也颇有建树。

1949年与罗森布拉斯和杨振宁合作提出普适费米弱作用和中间玻色子的存在。1951年提出水力学中二维空间没有湍流。1952年与派尼斯合作研究固体物理中极化子的构造。1954年发表了量子场论中的著名的李模型理论。

1957年与奥赫梅和杨振宁合作提出电荷共轭不守恒和时间不反演的可能性。1959年与杨振宁合作，研究了硬球玻色气体的分子动理论，对研究氦Ⅱ的超流动性作出了贡献。1962年与杨振宁合作，研究了带电矢量介子电磁相互作用的不可重正化性。

1964年与瑙恩伯合作，研究了无（静止）质量的粒子所参与的过程中，红外发散可以全部抵销问题，这项工作又称李－瑙恩伯定理。20世纪60年代后期提出了场代数理论。70年代初期研究了CP自发破缺的问题，又发现和研究了非拓扑性孤立子，并建立了强子结构的孤立子袋模型理论。70年代后期和80年代初，继续在路径积分问题、格点规范问题和时间为动力学变量等方面开展工作；后来又建立了离散力学的基础。

在杨振宁的生命中，李政道是一个举足轻重不可回避的人物，从1946年开始，两个人的合作长达16年之久，并因“宇称不守恒理论”同获诺贝尔奖，被后世学者铭记，他俩的合作关系在近代物理科学历史上，相当罕见。然而，从1962年以后，两个人的关系彻底决裂2002年在杨振宁的直接推动下，在台湾出版了江才健写的《杨振宁传》，书中用大量篇幅叙述了李政道和杨振宁合作和分裂的事情，引起了学术界的很大震惊。

下面是李政道说的：

我和杨振宁的分裂，无疑是中华民族的一个很大的悲剧，但它是事实，无法回避。自1962年与杨振宁合作破裂后，我一直保持沉默。1982年杨振宁在他的英文文集里公开发表了他对这一问题的描述。他对此事的描述和我对事情实际经过的记忆相差太大。于是我不得不在1986年作了书面说明。在今年4月3日前，这是我唯一的一次对事实的公开说明。这一说明是用英文写的，获得了国际学术界的广泛认同。在这之后我继续保持沉默，祈望这件事就此了结，不再纠缠。可是杨振宁却把事情转向了中文读者，借用《杨振宁文集》（1998年出版）等一些中文出版物继续对我攻击。去年，在杨振宁直接推动下，终于又在台湾出版了江才健写的《杨振宁传》，编造了更多不真实的故事。因此，我不得不再一次打破沉默。

我和杨振宁争论的主要焦点是：在1956年我们合作发表，1957年获得诺贝尔奖的论文中，有关宇称不守恒的思想突破是谁首先提出来的。本来这个问题是无需争论的，可是杨振宁在1982年忽然用英文发表文章，宣称当初这个思想突破是他一个人提出来的，当时我还反对。1986年我在用英文发表的文章里指出杨振宁的说法与事实不合，之后，杨振宁就改用中文不断地继续发表和加强他1982年对我的攻击，完全不顾1956年的事实和经过。

事实是，1956年，是我首先独立地做出了这个思想突破。接着，立刻就有多位实验物理学家按照我的想法进行了实验和分析，证明了我的想法是可行的，并发表了记载此事的科学论文。在这之后才有我和杨振宁合作写出《弱相互作用中的宇称守恒质疑》的论文和吴健雄等对该论文的实验证实。对于这项事实，当时进行实验予以证实的物理学家后来又发表了回忆文章，对事情发生的时间和经过做了细致、客观的描述。因此，很容易证明在我和杨振宁两人完全不同的说法中哪一个是假的。这种情形是相当惊人的，在科学史上可能也是很少见的。

我和杨振宁的分歧是中国学术界十分关心的事。现在事情又有了新发展，我觉得有必要让中国国内和海外华人学者及所有关心此事的炎黄子孙能进一步了解李杨合分的真实情况。因此，我才把就此事回答《科学时报》记者杨虚杰女士的全文及当年有关的英文资料的中文翻译，汇集出版，公布于众

1926年李政道出生于上海。 1943年在江西联合中学毕业。

1943年考入迁至贵州的浙江大学物理系，由此走上物理学之路，师从束星北、王淦昌等教授。

1944年转入昆明国立西南联大学。

1946年经吴大猷教授推荐赴美进入芝加哥大学，师从诺贝尔物理学奖获得者、物理学大师费米教授。

1950年6月获芝加哥大学博士学位。任芝加哥大学天文系助理研究员，从事流体力学的湍流、统计物理的相变以及凝聚态物理的极化子的研究。

1950年-1951年任加利福尼亚大学伯克利分校助理研究员和讲师。

1951年-1953年成为普林斯顿高等研究院成员。

1953-1960年历任美国哥伦比亚大学助理教授、副教授、教授。主要从事粒子物理和场论领域的研究。三年后，29岁的李政道成为哥伦比亚大学二百多年历史上最年轻的正教授。他开辟了弱作用中的对称破缺、高能中微子物理以及相对论性重离子对撞物理等科学研究领域。

1956年与杨振宁共同提出宇称不守恒理论。

1956年与杨振宁合作，提出“弱相互作用中宇称不守恒理论”，共同获1957年诺贝尔物理学奖。

1958年与杨振宁、吴健雄同获普林斯顿大学物理学奖，并被授于普林斯顿大学物理荣誉博士学位。

1960年-1963年任普林斯顿高等研究院教授。

1961年受推选为美国国家科学院院士。

1963年-1964年任哥伦比亚大学教授。

1964年-1984年任哥伦比亚大学费米物理讲座教授。

1984年回国参加第十六届中研院院士会议。

1986年出任中国高等科学技术中心终身主任；并担任北京现代物理学研究中心主任。12月，哥大为李政道举行六十大寿庆典。

1988年在北京主持召开同步辐射应用国际讨论会。

1984年他获得全校级教授（UniversityProfessor）这一最高职称，至今仍是哥伦比亚大学在科学研究上最活跃的教授之一。他的兴趣转向高温超导波色子特性、中微子映射矩阵，以及解薛定谔方程的新途径的研究。

1986年任中国高等科学技术中心主任。

1986年任北京现代物理中心主任。

1988年任浙江现代物理中心主任。

1997年-2003年任RIKEN-BNL研究中心主任。

2004年任RIKEN-BNL研究中心名誉主任。

1990年成为以色列特拉维夫大学董事会成员。

2004年任RIKEN-BNL研究中心名誉主任。

2006年至今任北京大学高能物理研究中心主任。