趙忠堯是一位名副其實的大科學家。他有不少輝煌成就：
1.1930年獲美國加州理工學院博士學位。
2.主持建成中國第一、二台質子靜電加速器，是中國加速器的創始者。
3. 第一次發現了正電子的存在，他是世界上第一個發現反物質的科學家。
4.他觀測到正、負電子湮滅輻射，比後來獲得諾貝爾獎的安德遜早兩年。他本應該憑此成就成為第一個獲諾貝爾實體學獎的中國人，隻是由于當時别人的錯誤導緻趙忠堯與諾貝爾獎失之交臂。
5.諾貝爾實體獎得主楊振甯、李政道和王淦昌、彭桓武、錢三強、鄧稼先、朱光亞、周光召、程開甲等是趙忠堯的學生
6.1931年，趙忠堯到英國劍橋大學與原子核大師盧瑟福一起工作。他回國的時候，盧瑟福給了趙忠堯50毫克鐳。臨别時，盧瑟福頗有感觸地對他說：
“你回去通過政府或者實業家搞點經費，好好地搞科學。從前你們中國人在我們這兒念書的很多，成績不錯，但是一回去就聽不到聲音了，希望你回去繼續搞科研。”
7. 當年趙忠堯曆經艱辛從美國買回了制造核武器的重要工具-加速器及其他零部件（美國總統特朗普的親叔叔約翰·喬治·特朗普幫忙送給趙忠堯一台報廢的靜電加速器，還提供實驗室，也是一段故事），也是制造核武器的功臣之一，很可惜他未能位列兩彈一星元勳名單。
非常可悲的是，趙忠堯在反右和“文革”中被指責為“反動學術權威”，有“特務嫌疑”，被關進牛棚。關押理由是因為他當初在美國做科研實驗，是以是特務分子。
另外，他還堅持為其老師葉企孫争取公道，受到打擊。
作為世界頂尖實體學家，趙忠堯二十餘年黃金研究時光荒廢了。
1972年，他參與高能實體研究所的籌建，1973年，高能實體研究所成立，趙忠堯恢複工作，擔任副所長并主管實驗實體部的工作。
由于特殊時期的原因，趙忠堯沒有親身參與中國核武器的研發，但是，我們不會忘記，趙忠堯是中國“蘑菇雲”的打造者。