Licenciado en física e matemáticas na Universidade de Voronezh en 1928, xa en 1930 entrou a formar parte como investigador do Instituto de Física de Lébedev, un dos máis prestixiosos da Unión Soviética.
Baixo as ordes do físico Sergey Ivanovich Vavilov observaron a emisión de luz azul dunha botella de auga sometida a un bombardeo radioactivo. Este fenómeno, asociado ás partículas atómicas cargadas que se movían a velocidades superiores á velocidade da luz, resultou ser moi importante no traballo experimental sobre física nuclear e o estudo dos raios cósmicos, o que se chama radiación de Cerenkov ou Tcherenkov. En 1953 converteuse en profesor de física experimental do Instituto, onde dirixiu o laboratorio de Lébedev en investigacións sobre aceleradores de partículas, e sobre o fotón e os mesóns.