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根據瑞典發明家、大富翁諾貝爾遺囑設立的獎金，該獎項旨在獎勵那些對人類物理學領域里作出突出貢獻的科學家，獲獎人數一般為1-3人。

由瑞典皇家科學院頒發獎金，每年的獎項候選人由瑞典皇家自然科學院的瑞典或外國院士、諾貝爾物理和化學委員會的委員、曾被授與諾貝爾物理或化學獎金的科學家、 在烏普薩拉、隆德、奧斯陸、哥本哈根、赫爾辛基大學、卡羅琳醫學院和皇家技術學院永久或臨時任職的物理和化學教授等科學家推薦。

并不是所有著名物理學家都獲得了諾貝爾獎，如第一個實驗驗證弱相互作用宇稱不守恒的華裔物理學家吳健雄，著名理論物理學家霍金和惠頓（Witten）等都未獲得諾貝爾物理獎。

歷年得主：

1、1901年：倫琴（德國）發現X射線
2、1902年：洛侖茲（荷蘭）、塞曼（荷蘭）關于磁場對輻射現象影響的研究
3、1903年：貝克勒爾（法國）發現天然放射性；皮埃爾·居里（法國）、瑪麗·居里（波蘭裔法國人）發現并研究放射性元素釙和鐳
4、1904年：瑞利（英國）氣體密度的研究和發現氬
5、1905年：倫納德（德國）關于陰極射線的研究
6、1906年：約瑟夫·湯姆生（英國）對氣體放電理論和實驗研究作出重要貢獻并發現電子
7、1907年：邁克爾遜（美國）發明光學干涉儀并使用其進行光譜學和基本度量學研究
8、1908年：李普曼（法國）發明彩色照相干涉法（即李普曼干涉定律）
9、1909年：馬可尼（意大利）、布勞恩（德國）發明和改進無線電報；理查森（英國）從事熱離子現象的研究，特別是發現理查森定律
10、1910年：范德瓦爾斯（荷蘭）關于氣態和液態方程的研究
11、1911年：維恩（德國）發現熱輻射定律
12、1912年：達倫（瑞典）發明可用于同燃點航標、浮標氣體蓄電池聯合使用的自動調節裝置
13、1913年：昂內斯（荷蘭）關于低溫下物體性質的研究和制成液態氦
14、1914年：勞厄（德國）發現晶體中的X射線衍射現象
15、1915年：W·H·布拉格、W·L·布拉格（英國）用X射線對晶體結構的研究
16、1916年：未頒獎
17、1917年：巴克拉（英國）發現元素的次級X輻射特性
18、1918年：普朗克（德國）對確立量子論作出巨大貢獻
19、1919年：斯塔克（德國）發現極隧射線的多普勒效應以及電場作用下光譜線的分裂現象
20、1920年：紀堯姆（瑞士）發現鎳鋼合金的反常現象及其在精密物理學中的重要性
21、1921年：愛因斯坦（德國　猶太人）他對數學物理學的成就，特別是光電效應定律的發現
22、1922年：玻爾（丹麥 猶太人）關于原子結構以及原子輻射的研究
23、1923年：密立根（美國）關于基本電荷的研究以及驗證光電效應
24、1924年：西格巴恩（瑞典）發現X射線中的光譜線
25、1925年：弗蘭克，赫茲（德國）通過電子-原子碰撞實驗，證明原子中存在量子化的能級（夫蘭克-赫茲實驗（The Franck-Hertz Experiment））
26、1926年：佩蘭（法國）研究物質不連續結構和發現沉積平衡
27、1927年：康普頓（美國）發現康普頓效應；威爾遜（英國）發明了云霧室，能顯示出電子穿過空氣的徑跡
28、1928年：理查森（英國）研究熱離子現象，并提出理查森定律
29、1929年：路易·維克多·德·布羅伊（法國）發現電子的波動性
30、1930年：拉曼（印度）研究光散射并發現拉曼效應
31、1931年：未頒獎
32、1932年：海森堡（德國）在量子力學方面的貢獻
33、1933年：薛定諤（奧地利）創立波動力學理論；狄拉克（英國）提出狄拉克方程和空穴理論
34、1934年：未頒獎
35、1935年：詹姆斯·查德威克（英國）發現中子
36、1936年：赫斯（奧地利）發現宇宙射線；安德森（美國）發現正電子
37、1937年：戴維森（美國）、喬治·佩杰特·湯姆生（英國）發現晶體對電子的衍射現象
38、1938年：費米（意大利 猶太人）發現由中子照射產生的新放射性元素并用慢中子實現核反應
39、1939年：勞倫斯（美國）發明回旋加速器，并獲得人工放射性元素
40、1940——1942年：未頒獎
41、1943年：斯特恩（美國）開發分子束方法和測量質子磁矩
42、1944年：拉比（美國）發明核磁共振法
43、1945年：泡利（奧地利 猶太人）發現泡利不相容原理
44、1946年：布里奇曼（美國）發明獲得強高壓的裝置，并在高壓物理學領域作出發現
45、1947年：阿普爾頓（英國）高層大氣物理性質的研究，發現阿普頓層（電離層）
46、1948年：布萊克特（英國）改進威爾遜云霧室方法和由此在核物理和宇宙射線領域的發現
47、1949年：湯川秀樹（日本）提出核子的介子理論并預言∏介子的存在
48、1950年：塞索·法蘭克·鮑威爾（英國）發展研究核過程的照相方法，并發現π介子
49、1951年：科克羅夫特（英國）、沃爾頓（愛爾蘭）用人工加速粒子轟擊原子產生原子核嬗變
50、1952年：布洛赫、珀塞爾（美國）從事物質核磁共振現象的研究并創立原子核磁力測量法
51、1953年：澤爾尼克（荷蘭）發明相襯顯微鏡
52、1954年：玻恩（英國 猶太人）在量子力學和波函數的統計解釋及研究方面作出貢獻；博特（德國）發明了符合計數法，用以研究原子核反應和γ射線
53、1955年：拉姆（美國）發明了微波技術，進而研究氫原子的精細結構；庫什（美國）用射頻束技術精確地測定出電子磁矩，創新了核理論
54、1956年：布拉頓、巴丁（美國 猶太人）、肖克利（美國）發明晶體管及對晶體管效應的研究
55、1957年：李政道、楊振寧（中國）發現弱相互作用下宇稱不守衡，從而導致有關基本粒子的重大發現
56、1958年：切倫科夫、塔姆、弗蘭克（蘇聯）發現并解釋切倫科夫效應
57、1959年：塞格雷、張伯倫 (Owen Chamberlain)（美國）發現反質子
58、1960年：格拉塞（美國 猶太人）發現氣泡室，取代了威爾遜的云霧室
59、1961年：霍夫斯塔特（美國）關于電子對原子核散射的先驅性研究,并由此發現原子核的結構；穆斯堡爾（德國）從事γ射線的共振吸收現象研究并發現了穆斯堡爾效應
60、1962年：達維多維奇·朗道（蘇聯）關于凝聚態物質，特別是液氦的開創性理論
61、1963年：維格納（美國）發現基本粒子的對稱性及支配質子與中子相互作用的原理；梅耶夫人（美國人.猶太人）、延森（德國）發現原子核的殼層結構
62、1964年：湯斯（美國）在量子電子學領域的基礎研究成果，為微波激射器、激光器的發明奠定理論基礎；巴索夫、普羅霍羅夫（蘇聯）發明微波激射器
63、1965年：朝永振一郎（日本）、施溫格、費爾曼（美國）在量子電動力學方面取得對粒子物理學產生深遠影響的研究成果
64、1966年：卡斯特勒（法國）發明并發展用于研究原子內光、磁共振的雙共振方法
65、1967年：貝蒂（美國）核反應理論方面的貢獻，特別是關于恒星能源的發現
66、1968年：阿爾瓦雷斯（美國）發展氫氣泡室技術和數據分析，發現大量共振態
67、1969年：蓋爾曼（美國）對基本粒子的分類及其相互作用的發現
68、1970年：阿爾文（瑞典）磁流體動力學的基礎研究和發現，及其在等離子物理富有成果的應用；內爾（法國）關于反磁鐵性和鐵磁性的基礎研究和發現
69、1971年：加博爾（英國）發明并發展全息照相法
70、1972年：巴丁、庫柏、施里弗（美國）創立BCS超導微觀理論
71、1973年：江崎玲于奈（日本）發現半導體隧道效應；賈埃弗（美國）發現超導體隧道效應；約瑟夫森（英國）提出并發現通過隧道勢壘的超電流的性質，即約瑟夫森效應
72、1974年：賴爾（英國）發明應用合成孔徑射電天文望遠鏡進行射電天體物理學的開創性研究；赫威斯（英國）發現脈沖星
73、1975年：A·N·玻爾、莫特爾森（丹麥）、雷恩沃特（美國）發現原子核中集體運動和粒子運動之間的聯系，并且根據這種聯系提出核結構理論
74、1976年：丁肇中、里希特（美國）各自獨立發現新的J/ψ基本粒子
75、1977年：安德森、范弗萊克（美國）、莫特（英國）對磁性和無序體系電子結構的基礎性研究
76、1978年：卡皮察（蘇聯）低溫物理領域的基本發明和發現；彭齊亞斯、R·W·威爾遜（美國）發現宇宙微波背景輻射
77、1979年：格拉肖、溫伯格（美國）、薩拉姆（巴基斯坦）關于基本粒子間弱相互作用和電磁作用的統一理論的貢獻，并預言弱中性流的存在
78、1980年：克羅寧、菲奇（美國）發現電荷共軛宇稱不守恒
79、1981年：西格巴恩（瑞典）開發高分辨率測量儀器以及對光電子和輕元素的定量分析；布洛姆伯根（美國）非線性光學和激光光譜學的開創性工作；肖洛（美國）發明高分辨率的激光光譜儀
80、1982年：K·G·威爾遜（美國）提出重整群理論，闡明相變臨界現象
81、1983年：薩拉馬尼安·強德拉塞卡（美國）提出強德拉塞卡極限，對恒星結構和演化具有重要意義的物理過程進行的理論研究；福勒（美國）對宇宙中化學元素形成具有重要意義的核反應所進行的理論和實驗的研究
82、1984年：魯比亞（意大利）證實傳遞弱相互作用的中間矢量玻色子[[W+]],W-和Zc的存在；范德梅爾（荷蘭）發明粒子束的隨機冷卻法，使質子-反質子束對撞產生W和Z粒子的實驗成為可能
83、1985年：馮·克里津（德國 猶太人）發現量子霍耳效應并開發了測定物理常數的技術
84、1986年：魯斯卡（德國）設計第一臺透射電子顯微鏡；比尼格（德國）、羅雷爾（瑞士）設計第一臺掃描隧道電子顯微鏡
85、1987年：柏德諾茲（德國）、繆勒（瑞士）發現氧化物高溫超導材料
86、1988年：萊德曼、施瓦茨、斯坦伯格（美國）產生第一個實驗室創造的中微子束，并發現中微子，從而證明了輕子的對偶結構
87、1989年：拉姆齊（美國）發明分離振蕩場方法及其在原子鐘中的應用；德默爾特（美國）、保爾（德國）發展原子精確光譜學和開發離子陷阱技術
88、1990年：弗里德曼、肯德爾（美國）、理查·愛德華·泰勒（加拿大）通過實驗首次證明夸克的存在
89、1991年：熱納（法國）把研究簡單系統中有序現象的方法推廣到比較復雜的物質形式，特別是推廣到液晶和聚合物的研究中
90、1992年：夏帕克（法國）發明并發展用于高能物理學的多絲正比室
91、1993年：赫爾斯、J·H·泰勒（美國）發現脈沖雙星，由此間接證實了愛因斯坦所預言的引力波的存在
92、1994年：布羅克豪斯（加拿大）、沙爾（美國）在凝聚態物質研究中發展了中子衍射技術
93、1995年：佩爾（美國）發現τ輕子；萊因斯（美國）發現中微子
94、1996年：D·M·李、奧謝羅夫、R·C·理查森（美國）發現了可以在低溫度狀態下無摩擦流動的氦同位素
95、1997年：朱棣文、W·D·菲利普斯（美國）、科昂·塔努吉（法國）發明用激光冷卻和捕獲原子的方法
96、1998年：勞克林、斯特默、崔琦（美國）發現并研究電子的分數量子霍爾效應
97、1999年：H·霍夫特、韋爾特曼（荷蘭）闡明弱電相互作用的量子結構
98、2000年：阿爾費羅夫（俄國）、克羅默（德國）提出異層結構理論，并開發了異層結構的快速晶體管、激光二極管；杰克·基爾比（美國）發明集成電路
99、2001年：克特勒（德國）、康奈爾、維曼（美國）在“堿金屬原子稀薄氣體的玻色－愛因斯坦凝聚態”以及“凝聚態物質性質早期基本性質研究”方面取得成就
100、2002年：雷蒙德·戴維斯、里卡爾多·賈科尼（美國）、小柴昌俊（日本）“表彰他們在天體物理學領域做出的先驅性貢獻，其中包括在“探測宇宙中微子”和“發現宇宙Ｘ射線源”方面的成就。”
101、2003年：阿列克謝·阿布里科索夫、安東尼·萊格特（美國）、維塔利·金茨堡（俄羅斯）“表彰三人在超導體和超流體領域中做出的開創性貢獻。”
102、2004年：戴維·格羅斯（David J. Gross，美國）、戴維·普利策（H. David Politzer，美國）和弗蘭克·維爾澤克（Frank Wilczek，美國），為表彰他們“對量子場中夸克漸進自由的發現。”
103、2005年：羅伊·格勞伯（Roy J. Glauber，美國）表彰他對光學相干的量子理論的貢獻；約翰·霍爾（John L. Hall，美國）和特奧多爾·亨施（Theodor W. H?nsch，德國）表彰他們對基于激光的精密光譜學發展作出的貢獻。
104、2006年: 約翰·馬瑟（美國）和喬治·斯穆特（美國） 表彰他們發現了黑體形態和宇宙微波背景輻射的擾動現象。
105、2007年: 法國科學家艾爾伯·費爾和德國科學家皮特·克魯伯格，表彰他們發現巨磁電阻效應的貢獻。
106、2008年：日本裔美國籍科學家南部陽一郎、日本科學家小林誠及益川敏英：粒子物理中的自發對稱破缺。

107、2009年：中國香港科學家高琨(Charles K. Kao)和兩名美國科學家博伊爾(Willard S. Boyle)和喬治-E-史密斯(George E. Smith)；科學家Charles K. Kao 因為“在光學通信領域中光的傳輸的開創性成就” 而獲獎，科學家博伊爾和喬治-E-史密斯因“發明了成像半導體電路——電荷藕合器件圖像傳感器CCD” 。

108、2010年諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。