1942橡樹嶺被選為二戰曼哈頓計劃的會址。
1943連續運行成本為12萬美元的世界第壹座石墨反應堆，經過9個月的建設達到臨界點。
1944年石墨反應堆生產鈈，為漢福德反應堆生產結束二戰的原子彈用鈈做準備。
元素61(鉕)是在1945的石墨反應堆上發現的；首次在反應堆中進行中子散射研究(實驗者為厄尼·沃蘭和克裏夫·舒爾；；後者因在石墨反應堆方面的開創性工作獲得了1994諾貝爾物理學獎)。
1946年，反應堆產生的放射性同位素第壹次送到腫瘤醫院；提出了壓水堆的設想(後來用於核動力和潛水推力)；設計了輻射探測器和劑量計。
1947小鼠用於研究輻射對哺乳動物的遺傳效應；原子委員會成立了。
1948是為了研究反應堆的燃料成分而設計的；材料實驗反應堆在ORNL設計，在愛達荷州建造。
Prex工藝於1949年在ORNL開發，後來成為壹種從全世界用過的反應堆燃料中回收鈾和鈈的方法。
1950橡樹嶺反應堆技術學校成立；小電流試驗堆首次運行。
1951，全屏蔽反應堆開始運行；測量中子半衰期；安裝5 MW靜電加速器。
1952年，ORNL第壹臺重離子回旋加速器建成；根據對輻照過的老鼠胚胎的研究，ORNL警告對可能懷孕的婦女進行x光檢查；均相反應堆實驗首次運行。
1953年，世界上最強大的橡樹嶺自動計算機和邏輯機安裝在ORNL。ORNL設計了壹個移動反應堆，供軍方在偏遠地區使用。
1954中的塔臺屏蔽設施為ORNL計算提供數據，有助於設計緊湊、輕便的屏蔽，防止核飛機飛行員受到反應堆輻射。雖然核飛機從未建造，ORNL參加了國家飛機核推進項目，並開發了大量有用的核技術。
實驗第壹次成功地進行了。在實驗中，通過兩種不同反應物的分子束碰撞來研究化學反應。
1955年，ORNL的小型“遊泳池”反應堆在聯合國和平利用原子會議上被贈送給艾森豪威爾總統。阿爾文·溫伯格被任命為ORNL的主任，他的任期持續了18年。
核糖核酸(RNA)發現於1956；展示第壹例骨髓移植。美國國家科學院委員會根據ORNL小鼠的數據預測了輻射對人類的遺傳影響。
1957在ORNL領導的影響下，決定了工作場所允許的醫療輻射水平和放射性核素；ORNL第壹個核聚變研究裝置建成了。
1958橡樹嶺研究堆開始運行；在美國尋找高放核廢料儲存地的第壹次嘗試始於ORNL。
1959發現小鼠的雄性依賴於Y染色體的存在；對克林奇河進行了研究，以評估壹個主要核設施釋放的放射性同位素的潛在長期危害。
1960年，做了個人輻射監測儀的口袋哨；壹項測量化學物質對小鼠遺傳影響的實驗計劃已經啟動。
1961年，研制放射性同位素加熱源，為空間衛星提供動力；嬗變摻雜法是在ORNL反應堆上發展起來的。然後用於制造電子元件。
1962開展輻射防護物理研究；完成研究反應堆；通過計算機模擬發現了離子通道效應。軍民研究計劃啟動；木凳上標有放射性同位素銫-137；分析表明，核武器實驗產生的放射性粒子是有害的。
1963輻射屏蔽信息中心成立；橡樹嶺同步回旋加速器首次運行。
1964，成為第壹個聘請社會科學家的國家實驗室(初期進行軍民兩用研究)；在聯合國大會上介紹ORNL核能海水淡化的概念。
1965高通明亮同位素反應堆(HFIR)和熔鹽反應堆操作(MSR)。
1966石墨堆被命名為國家歷史性裏程碑；開發了用於評價核臨界安全的基諾蒙特卡羅程序。
1967沃克支流流域研究設施對生態系統研究開放；在國際生物項目下，ORNL被選中領導美國的生態系統研究；病毒是在ORNL高速離心機中分離出來的。開發了評估輻射屏蔽防護能力的仿真程序。
1968使用鈾233，運行第二個熔鹽反應堆(這是第壹個使用這種燃料的反應堆)；發明用於醫學診斷的快速離心分析儀；超純疫苗由ORNL研制的區域離心機生產；設計了壹種具有更好的抗中子誘發膨脹性能的不銹鋼合金。
1969年，利用新橡樹嶺電子直線加速器首次測量了中子截面。ORNL成為地理信息系統與遙感相結合的領導者；阿波羅11月巖收集器設計。
1970中提出了規模標準，有助於確保使用過的核燃料的安全儲存和運輸；ORNL第壹個用於等離子體物理實驗的托卡馬克聚變研究設施投入運行。
水生態實驗室成立於1971；獲取環境影響報告書所需的魚類最喜歡的水溫數據；在加速器研究中確定了變形鈾-234核的可能形狀。
1972節能研究計劃啟動；將小鼠胚胎冷凍、解凍，移植到母鼠體內，生出健康的幼鼠；在生物反應器中，發現菜園土壤中的細菌從工業廢水中去除硝酸鹽和稀有金屬；發現四極磁鐵振動很大；這些核振蕩發生的模式被廣泛研究。
65438年至0973年，分析了月巖的成分；超聲波魚標是用來測量和傳輸魚最喜歡的水溫的。
赫曼·波斯特馬在1974年被任命為ORNL主任，歷時14年；開發了鉻鉬鋼；在世界範圍內，它被用於電站鍋爐和煉油鍋爐。
1975年，發展了生態系統的計算機模型，使ORNL成為系統生態學的領導者。壹種用於密封空間探測器核燃料的高強度銥合金已經研制成功。
1976橡樹嶺汙水處理廠安裝試驗性安流式生物反應器；啟動了壹項計劃，以提高從煤中生產液體和氣體燃料，並確定它們的生物效應。
吉米·卡特總統訪問了ORNL；；為裂變能研究設備添加燃料的彈丸註入法已在世界範圍內得到發展和廣泛應用。
1979 ORNL中性註入器幫助普林斯頓等離子體物理實驗室創下聚變等離子體溫度紀錄；ORNL幫助核管理委員會確定了三裏島核電站事故的原因和後果；發現乙基亞硝基脲是誘發小鼠突變的最有效的化學物質。在對小白鼠的研究中發現，食品防腐劑中的亞硝酸鹽與食品和藥物胺反應生成致癌的硝胺。
1980霍利菲爾德重離子研究設施(HHIRF)作為核物理用戶設施向公眾開放；國家小角散射研究中心開放後，HHIRF成為用戶設施；國家環境研究公園(12400畝)開放；發現離子註入新技術可以改善材料的表面性能。ORNL用氮離子植入鈦合金，制造壽命更長的人工關節；建立計算機模型，預測電站對哈得遜河魚類的影響；ORNL的研究人員開始了遠程控制技術的研究，並在制造承擔危險任務的機器人方面成為世界領導者。
1981年，晶須增韌和抗斷裂陶瓷被開發出來，並在工廠中用作切削工具。
1982年，為了提高冰箱和熱泵的效率，制定了標準，擬定了設計；絕緣標準由聯邦政府制定並采用。開發了壹種改進的鎳鋁化物合金，用於鋼和汽車零件的商業生產；聚變能源研究人員在大型線圈測試設備上成功測試了超導磁體。二氧化碳信息分析中心成立，這是世界著名的全球變化數據存儲中心。
1984年，利用菠菜和藻類中的光和作用，開始了從水中產生巨大能量的氫的實驗。
1985用碘123開發脂肪酸用於心臟病的醫學掃描診斷；田納西大學和ORNL大學建立科學聯盟；開發了膠鑄，2013，用於商用成型微渦流理論陶瓷零件。
1986年，ORNL確定了切爾諾貝利核電站事故發生的時間以及釋放出如此多輻射的原因。
1987高溫材料實驗室開放，作為尋求制造節能發動機的工業研究人員的用戶設備；激光用於制造高溫超導材料；鑒於能源部對實驗室反應堆安全管理的關切，ORNL的所有反應堆都已關閉。
1988年，為了開展聚變能研究，利用恒星模擬器啟動了高級環裝置；Alvin Trivelpiece被任命為ORNL的主任，任期為12年。
1989為核管會提供了“壹般環境影響報告書”初稿，以重新頒發核電廠運行許可證。
1990對ORNL酸雨的研究導致了對工業中硫和氮氧化物排放的控制；原子序數襯度電子顯微鏡看到的是壹列列原子；計算機代碼幫助部隊在戰場上更好地部署部隊和裝備；證實中子中存在誇克。
1991年HHFIR上的中子活化分析否定了壹位美國總統死於砷中毒的說法。編寫軟件，通過連接各地分散的PC來解決問題。
喬治·布什總統訪問了ORNL；；發明錸188同位素發生器，治療全球癌癥和心臟病患者；發明薄膜微型鋰電池；發現並克隆小鼠刺痛豚鼠的基因；發現突變基因導致肥胖、糖尿病和癌癥；圖形輸入語言(GRAIL)被開發用於在計算機上識別DNA序列中的基因。
1993年，發明了光學活檢技術，不用手術就能發現食管內的癌和腫瘤。UT-ORNL位列超級計算機500強。
1994發明了“芯片上的實驗室”，商用於蛋白質分析和藥物發現實驗；發明了檢測汙染物、爆炸物和蛋白質的質譜技術；開發聯盟軟件，讓壹群機器人協同工作；該代碼是為在新的並行超級計算機上運行未來氣候模型而準備的。
1995入手英特爾Paragon XP/S 150；，當時世界上最快的超級計算機；發明了制造高溫超導導線的RABiTSTM方法。為超級計算機開發超高速數據存儲和檢索系統；ORNL的DNA蛋白質晶體隨著哥倫比亞號航天飛機在宇宙中生長；為海軍開發了壹個信號分析系統來探測過往的潛艇。
1996大眾冰箱型號改造，能耗減半；人們發現，石墨泡沫導熱非常好。設計心跳探測儀，發現藏在車內的恐怖分子和犯罪分子；壹個可搜索的電子書窗口幫助合作者通過互聯網進行實驗。
1997開發了測試俄羅斯武器級鈾轉化為反應堆級燃料的設備；幫助海軍發現生化威脅的質譜儀的初步設計:首次批準基因設計的微生物產生VITALE來增強受損錄像帶的信號，幫助警方解決犯罪問題；世界上最大的分水嶺實驗顯示了幹旱和暴雨對森林的影響；首次獲準發表通過基因工程獲得的微生物。
1998發明了MicroCAT掃描儀；繪制突變小鼠的內部變化圖；室外人臉實驗表明，橡膠樹在CO2濃度較高的大氣中生長較快。ORNL的技術幫助半導體公司找到導致計算機芯片缺陷的問題。
1999戈爾副總統在散裂中子源SNS奠基儀式上講話；發明多功能生物芯片，快速檢測人類疾病；進行合金研究導致造紙廠升級或新鍋爐，使它們更安全。
2000年，比爾·馬迪亞被任命為ORNL主任；兩臺新的超級計算機投入運行；ORNL在國際蛋白質結構預測大賽65，438+000強中排名第四；田納西大學ORNL開放國家交通研究中心；開發帶熱泵的節能熱水器；ORNL幫助測序三條人類染色體；聚變能源理論家開始設計準磁極星模擬器。
2001年，為半導體公司設計全息圖，直接對數字檢查三維缺陷；GRAIL被用於《科學》和《自然》中關於人類基因組測序的裏程碑式論文。能源部長Spencer Abraham訪問了ORNL，並將能源部的土地轉讓給ORNL進行新的建設。與工業夥伴壹起開發超導變壓器和高溫超導電纜。
2002年，UT-ORNL計算機科學聯合研究所破土動工；3億美元的現代化計劃開工建設；能源部批準在ORNL建立納米材料科學中心；展示在人類生活之窗的ORNL能源技術；錒-225從ORNL運到醫院治療白血病。
傑夫·沃茲沃斯自2003年8月1日以來壹直擔任ORNL的董事。
2003年私人資助的設施:將在能源部轉讓的土地上建造壹個300，000平方英尺的設施，其中將包括最先進的能源和計算科學實驗室。
自2007年7月1日以來，凝聚態物理學家湯姆·梅森壹直是ORNL的主任。