Han tok doktorgrad i Roma i 1928 og var elev av Enrico Fermi. Frå 1932 var han professor ved universitetet i Roma 1932, og 1936–38 professor og direktør for fysikklaboratoriet ved universitetet i Palermo. I 1938 mista han stillinga si og flytta til USA. Frå 1938 til 1943 var han forskar ved University of California, Berkeley, og 1943–46 var han gruppeleiar ved Los Alamos laboratoriet under Manhattanprosjektet. Frå 1946 og fram til 1972 var han professor i fysikk i Berkeley.