Перед началом Великой Отечественной войны А.П. Александров совместно с И.В. Курчатовым и В.М. Тучкевичем разработали метод защиты военных кораблей от магнитных мин (первые испытания состоялись в октябре 1938 г.), затем успешно применявшийся на советском военном флоте и на гражданских судах. Сотрудничество с Военно-Морским Флотом началось у А.П. Александрова еще в 1932 г., когда он  вместе со своими сотрудниками создал электродуговой прорезатель противолодочных сетевых заграждений «Сом».  Система тогда же успешно прошла испытания, но широкого применения не получила. Работа по безопасности военных судов была возобновлена в связи с началом военных действий. Уже в августе 1941 г. более 50 кораблей Черноморского флота были оборудованы противоминной «системой ЛФТИ», и ни один корабль, снабженный этой защитой от магнитных мин, не пострадал в годы войны. За разработку метода и технологии размагничивания кораблей А.П. Александрову и его ближайшим сотрудникам в 1942 г. была присуждена Сталинская премия I степени.

29 сентября 1943 г. Анатолий Петрович Александров избран членом-корреспондентом Академии наук СССР по Отделению физико-математических наук. Начался новый этап в его творчестве, связанный с развитием ядерной энергетики.

В конце 1942 г. в Советском Союзе начинаются работы по «Урановой проблеме» – созданию атомного оружия. В разгар войны А.П. Александров по приглашению научного руководителя проекта И.В. Курчатова активно включается в эту работу и вскоре становится одной из ключевых фигур атомной отрасли, возглавив коллективы ученых и инженеров, работавших над реализацией ядерного проекта. Постановлением Совета Министров СССР от 17 августа 1946 г. А.П. Александров был назначен директором Института физических проблем АН СССР. В Москву из ЛФТИ была переведена в полном составе, с оборудованием и материалами его лаборатория. Целью правительственного решения о смене руководства Института

Выписка из протокола заседания Президиума АН СССР от 14 сентября 1939 г. об утверждении А.П. Александрова в должности заведующего лаборатории. АРАН. Ф.411. Оп.3. д.611. Л.49.

Постановление ОС АН СССР № 6 от 4 декабря 1946 г. об избрании А.П. Александрова директором Института Физических проблем АН СССР. АРАН. Ф.411. Оп.3. Д.611. Л.51.