1850年，诺贝尔16岁，到德国、法国、意大利和北美学习两年，成为一位通晓多国语言和爱好化学的青年人。诺贝尔回到俄国后，这个国家卷入对抗英、法的克里米亚（Crimea）战争（1853～1856）。他的父亲忙于制造大量军用物资，包括水雷，他和他的两个哥哥也在工厂里工作，获得不少实践经验。当时使用的炸药仍是黑火药，齐宁提出改用硝化甘油。这是1847年意大利化学家索布雷罗（A.Sobrero，1812～1888）首先用硝酸和硫酸作用于甘油而制得的一种易爆物质，受到震动、热、摩擦或机械作用都可能发生爆炸。于是，诺贝尔一家开始了硝化甘油的研究和制造。
战后俄国政府取消了和工厂签订的合同，他的父亲再次宣告破产，1859年回到瑞典，正如离开瑞典时一样穷困。诺贝尔和他的两个哥哥留在俄国挽救他们家庭的企业。在这期间，诺贝尔获得了关于气量计、水表和气压计的发明专利，激发了他作为一个发明家的兴趣。
1863年，诺贝尔回到瑞典。他和他父亲获得一笔贷款，重新开始制造硝化甘油的研究。就在这一年，诺贝尔发明了他的第一件划时代的发明——诺贝尔专利发火件。这种发火件的初始构造是将液体的硝化甘油装在一个金属管或其他密封的管中，再在其中放入一个装有普通火药的小木管，从小木管的盖子上引进一根导火线，使硝化甘油的爆炸由小木管中火药爆炸的冲击波引起，而不是依靠直接点燃。这个原理是爆炸科学的一大进展，创造了控制硝化甘油起爆的方法。1865年他将装黑火药的小木管改换成装雷酸汞［Hg（CNO）2］的金属管。因此，诺贝尔专利发火件又称诺贝尔雷管，简称雷管。
雷酸汞是一种起爆药，是1799年首先由英国化学家霍华德（E.C.Howard，1774～1816）将硝酸、乙醇（酒精）和汞共热而制得。
1864年诺贝尔和他的父亲在斯德哥尔摩郊区赫伦内堡（Heleneborg）建立了一座制造硝化甘油的实验室。这年9月3日实验室发生爆炸，死5人，其中有他的弟弟。他当时不在场，得以幸免。
实验室爆炸和弟弟被炸身亡没有吓倒诺贝尔。他把实验仪器设备搬到一艘远离城市、停泊在湖心的驳船上进行实验。1865年世界上第一座生产硝化甘油的工厂在斯德哥尔摩附近一个隔离区温特维肯（Vinterviken）建成投产，诺贝尔身兼厂长、工程师、会计员、推销员……接着在德国汉堡（Hamburg）附近的克鲁梅尔（Krümmel）建成另一座生产工厂。
硝化甘油被装在锡制罐或玻璃坛中，用木条板包装后运输。但是，硝化甘油在贮存和运输过程中还是存在易爆炸的危险。一艘装运硝化甘油的轮船在从汉堡驶往智利的途中，在大西洋遇到大风浪，由于颠簸发生爆炸而沉没；在德国，一家工厂在搬运时因冲撞而爆炸，整个工厂和附近民房变成一片废墟；在美国，一列火车被炸毁。针对这些事件，搬运工人拒绝搬运，瑞典政府和其他一些国家政府下令禁止生产和运输诺贝尔的炸药。
困难和挫折没有使诺贝尔屈服，他顽强地进行试验，努力克服遇到的障碍。1867年的一天，诺贝尔注意到一个装有硝化甘油的罐子在卸货时破裂，漏出的硝化甘油被硅藻土吸收，形成固体物，爆炸力比纯硝化甘油低，但是安全。硅藻土是微小海洋生物遗体的多孔含硅骨骼，当时用作装运硝化甘油坛罐的衬垫，以防震动。诺贝尔几经试验后，确定采用3份硝化甘油和1份硅藻土混合，制成粉末状固体，具有纯硝化甘油75%的爆炸力，却免除了可怕的易爆危险。诺贝尔借用希腊文dynamis（力量）一词命名它为代拿买（dynamite）炸药，又称黄色炸药。
代拿买炸药在1867年在瑞典和英国取得专利，1868年在美国取得专利。它被用来筑路、开凿运河、开掘油井和矿山，在开挖希腊科林斯（Corinth）运河中，在清理流经罗马尼亚与南斯拉夫之间多瑙河的铁门（Iron Gate）峡谷中，在修筑瑞士圣哥达（St.Gotthard）的铁路线中，都显示出威力。
诺贝尔继续从事炸药生产的研究。1875年一天，他在一次试验中划破了手指，随手用火棉胶涂敷，形成一层具有弹性的膜以保护伤口。他一夜伤口疼痛难眠，却受到启发，将火棉与硝化甘油制成具有弹性的爆胶（blasting gelatin）。一种典型的配方是8%（质量分数）火棉和92%（质量分数）硝化甘油。这种炸药既有硝化甘油那样大的爆炸力，又有黄色炸药那样的安全性。
火棉又称硝化纤维素或硝化棉，是德国化学家舍恩拜因在1846年将硝酸和硫酸作用于棉花首先制得。棉花中含有大量纤维素，火棉和硝化甘油一样易爆炸，不安全。直到1865年英国化学家艾贝尔（F.A.Abel，1827～1902）发现火棉的不安定性是由于其中含硝酸的数量不同所引起，提出了改进的办法，先将火棉在碱水中洗涤，然后干燥成型。这样制得的火棉安定性好，比较疏松，可用作炸药，但不能直接装弹。火棉胶是火棉在酒精和乙醚（一种易挥发、易燃和令人麻醉的无色液体）中的溶液。当溶液中的溶剂挥发后形成弹性膜，曾用于制造照相胶卷等。它的英文名称是collodion，译成柯罗酊，来自希腊文kolla（胶）。
到1887年，诺贝尔又在等量火棉和硝化甘油中加入10%（质量分数）樟脑制成巴里斯特（ballistie）炸药。这一名称来自欧洲古代的弩炮（ballista）。这种炸药爆炸力适中，燃烧无烟，稳定安全，又称硝化甘油无烟火药。
诺贝尔还将硝酸铵加入代拿买炸药中，制成铵代拿买（ammondynamite）炸药；还将硝酸铵加入爆胶中，制成铵胶代拿买（ammongelatin-dynamite）炸药。
诺贝尔的炸药工厂遍布英、德、法、意、俄、美等十几个国家，赢得一笔巨大财富。他还从事人造丝、橡胶、皮革、熔化矾土、制造宝石、改良电池和电话等的研究，很难计算他究竟获得过多少专利，在清理他个人资产中至少有355项专利在不同国家中获得批准。他还在俄国巴库（Бaky）油田大量投资，占有大额股份，增加了他的财富。他为业务奔走，往来于德国、法国、意大利之间，没有私人秘书、律师，往往亲自回复来信。他被玩笑地称为欧洲最富有的流浪汉。他终生未曾结婚。
1888年，诺贝尔居住在法国巴黎，一天读到报纸上刊出他死亡的讣告，讣告里提到死者曾发明用于战争的炸药，导致很多人死亡。他意识到，这是把他的哥哥路德维·诺贝尔（Ludvig Nobel）的逝世和他本人搞混了。于是，他反省了自己发明硝化甘油炸药的动机是用于开发矿山，造福人类，却事与愿违，遂使他萌发了建立促进世界和平的奖励基金。
诺贝尔晚年患心脏病、心绞痛，1896年12月10日在意大利圣雷莫（San Remo）他的别墅里因脑溢血逝世，享年63岁。在这之前，他于1895年11月27日夜在巴黎写下遗嘱，将他价值3300万瑞典法郎（约合920万美元）的全部财产作为基金，以每年的利息作奖金（约20万美元），分为5等份，分给每年在物理学、化学、生理学和医学、文学、和平5个领域内作出卓越贡献的人。诺贝尔逝世5年后，1901年12月10日——诺贝尔逝世周年纪念日在瑞典首都斯德哥尔摩和挪威首都奥斯陆举行了第一次诺贝尔奖的颁奖仪式。诺贝尔生前，瑞典和挪威曾是一个联合王国。
瑞典科学院负责颁发物理学和化学奖；斯德哥尔摩皇家卡罗林医学研究所（Royal Caroline Institute）负责颁发生理学和医学奖；瑞典学士院负责颁发文学奖；挪威议会选出五人委员会负责颁发和平奖；诺贝尔财团负责财产管理和支付奖金。并规定每项奖不得由4人以上分享奖金。
从1968年开始，又新设经济学奖。此奖是为纪念瑞典银行300周年而设的，每年由瑞典银行支付一定奖金，提供给诺贝尔财团，由瑞典科学院负责颁发，通常称诺贝尔经济学奖。
诺贝尔奖包括一枚金质奖章、奖状和一笔巨额奖金。奖章正面是诺贝尔半身雕塑像，用罗马字标出他的生死年月日；反面因奖的种类不同而异，物理学和化学奖奖章的反面刻有埃及神话中私生育与繁殖的女神伊西斯（Isis）像，圣母手持财富和科学智慧的号角，轻启女神的面纱。
奖金金额每年不等，总的趋势是逐年增加，近年来已达到或超过100万美元。
物理学和化学奖以及生理学和医学奖在每年10月由负责机构确定受奖人；12月8日举行受奖演讲，每位获奖者报告自己的成果和业绩；12月9日开欢迎会，由诺贝尔财团主持，在斯德哥尔摩一所交易所大厦举行；12月10日举行颁奖仪式，由瑞典国王颁发金质奖章和奖状，在斯德哥尔摩音乐厅举行；12月11日颁发奖金并举行晚宴。和平奖颁发仪式在挪威奥斯陆举行。
诺贝尔奖从1901年开始，1916和1917年因第一次世界大战以及1940～1942年因第二次世界大战中断未授奖。迄今已103年，有500多人次获奖。
诺贝尔奖在推动世界文明进步方面有很大贡献，但在和平奖、文学奖方面有时受到政治因素的影响。物理学、化学、生理学和医学奖方面虽经严肃慎重审定，但也有个别失误。例如，1917年英国人巴克拉（C.Barkla，1877～1944）因发现J射线获得物理学奖，但这种射线并不存在；又如1926年丹麦人菲比格（J.Fibiger，1867～1928）因研究一种癌症获生理学和医学奖，而这种癌症完全是假定的。
塑料的发明与应用
随着19世纪的结束，化学家们研究了原子，掌握了原子在分子内部的排列情况，并且懂得了如何制造新的分子，以合成并不天然存在于自然界的新物质，如各种染料、药物，以及合金和塑料。
早在19世纪中叶，硝酸纤维制品就已经出现。1865年英国发明家帕豪斯生产了一种由硝酸纤维、酒精、樟脑、蓖麻油等材料混合而成的，并在一定温度和压力下能熔化的物质，称为假象牙。美国人海厄特又使用硝酸纤维和樟脑制出改良的产品，于1872年命名为赛璐珞，用来制作照相底片、梳子等，很受人们欢迎。由于赛璐珞具有易燃的特点，因此导致科学家仍然在做着寻找其他新型材料的努力。
最早的合成塑料——酚醛塑料是具有比利时血统的美国化学家贝克兰发明的。他于1909年宣布，用苯酚和甲醛经缩聚反应合成酚醛树脂，再添加木粉等填料即可制得这一新型材料。酚醛塑料于1910年开始生产。酚醛树脂可塑性强，加入木粉能显著提高机械强度，加入云母粉能提高电绝缘性能，加入石棉粉能增加耐热性。由于具备上述优良性能，酚醛塑料常被用于制作各种电器制品，故又称为电木。其制品色深不透明，坚硬不怕水烫，在火焰中不易燃烧，所以又是制造许多日用品的绝好材料。酚醛树脂还可用来充当胶粘剂和层压剂。第一次世界大战以后，因苯酚不再被用作制造炸药的原料，所以酚醛塑料制品开始大量问世。但是由于苯酚主要来源于煤焦油，产量上仍受很大限制。塑料的发明，使现代生活中的物质材料随之不可避免地发生了改变。贝克兰的这项发明，也使他率先让人类开始进入塑料——化合物时代。
受到贝克兰发明的鼓舞，世界各地的科学家们加倍努力，以发明更多的“奇异的有意义的物质”。1912年科学家又发现氯乙烯能聚合，但聚合的材料无法加工。直到1928年人们才采用氯乙烯与醋酸乙烯共聚，得到具有一定塑性的聚氯乙烯塑料，并从1935年起在美国、德国等国家陆续投入工业生产。1932年科学家们又发现加入磷酸酯、甲酸酯或氯化石蜡、樟脑等增塑剂可进一步改善聚氯乙烯塑料的可塑性。1937年英国卜内门公司就是应用磷酸酯增塑剂生产聚氯乙烯塑料的著名代表。聚氯乙烯塑料具有高度的耐腐蚀性、绝缘性和一定的机械强度，在工业生产中可用作耐腐蚀的设备制造材料，如阀门、管件等。在日常生活中也可用于制作鞋底、皮包、雨衣和包装材料等。到了20世纪50年代，聚合工艺有所改进，成本也降低了，使得聚氯乙烯塑料制品的生产更加大众化。聚氯乙烯材料受热软化，冷却变硬，可多次重复利用，是最常见的热塑性塑料之一。它的产量长期在塑料品种中高居首位，直到1966年后才退到第二位。
德国和美国分别在1930年、1934年发现了聚苯乙烯。这是一种类似玻璃、质地极脆的热塑性塑料。苯乙烯曾是生产丁苯橡胶的原料，二战后，由于苯乙烯转为民用，才使得聚苯乙烯的研究有了很大发展。聚苯乙烯具有良好的绝缘性能，可用来制造电视、雷达等所需的高频绝缘部件。它成型方便，着色鲜艳，也适于制作漂亮的日用品。