За създаването на квантовата механика през 1932 г. Хайзенберг получава Нобелова награда за физика. По време на Втората световна война обаче остава в Третия райх, за разлика от много свои колеги, които емигрират. От 1942 до 1945 г. ръководи Института по физика (Общество на Кайзер Вилхелм) в Далем и преподава като професор в Хумболтовия университет в Берлин, където участва в проект за създаване на германска атомна бомба. След войната съюзниците го интернират в Англия от 1945 до 1946 г., след което се завръща в Германия и става директор на Института по физика (Общество Макс Планк) в Мюнхен.
Жени се през 1936 г. за Елисавета Шумахер. Имат седем деца, а един от синовете му – Мартин Хайзенберг, става професор по генетика.
Умира на 1 февруари 1976 година в Мюнхен на 74-годишна възраст.
Библиография
Die physikalischen Prinzipien der Quantentheorie. Stuttgart: Hirzel, 1930.
Wandlungen in den Grundlagen der Naturwissenschaft. Stuttgart: Hirzel, 1935.
Die Physik der Atomkerne. Braumschweig: Vieweg & Sohn, 1943.
Physics and philosophy. New York: Harper & Row, 1958.
Introduction to the unified field theory of elementary particles. London: Wiley & Sons, 1966.
Der Teil und das Ganze: Gespräche im Umkreis der Atomphysik. München: Piper, 1969.