Игорь Евгеньевич Тамм родился 8 июля 1895 года во Владивостоке, где его отец работал инженером на строительстве Транссибирской магистрали.

Однако вскоре семья переехала в Елизаветград (ныне Кропивницкий, Украина). Уже в детстве он проявлял интерес к наукам, особенно к математике и физике. Окончил Елизаветградскую гимназию (1913), после чего уехал учиться в Эдинбургский университет, а затем перевёлся в Московский университет, где увлёкся квантовой механикой и теорией относительности. В 1920–1930-е годы работал в ведущих научных центрах СССР, включая МГУ и Физический институт АН СССР (ФИАН).
Основные научные достижения Тамма связаны с квантовой теорией, ядерной физикой и физикой элементарных частиц. В 1934 году он (совместно с С. П. Шубиным) объяснил фотоэффект в металлах, а в 1937 году предложил теорию ядерных сил (модель Тамма — Иваненко). В 1950 году вместе с А. Д. Сахаровым разработал принцип магнитного удержания плазмы для управляемого термоядерного синтеза (токамак). За открытие и объяснение эффекта Черенкова — Вавилова (1937) Тамм, Черенков и Франк получили Нобелевскую премию.Участвовал в «атомном проекте» СССР – возглавлял теоретический отдел при работе над изделием РДС‑6с.
После завершения исследований по оборонной тематике он занялся изучением фундаментальных проблем физики элементарных частиц. Последние работы Игоря Тамма были для души: он пытался систематизировать элементарные частицы, разрабатывал идею о квантовании пространства-времени микромира. Количество его научных трудов исчисляется сотнями. К его достижениям следует отнести и создание советской школы физиков-теоретиков, к которой принадлежат многие выдающиеся ученые. Умер в Москве, похоронен на Новодевичьем кладбище. Его имя носит Институт теоретической физики РАН, а работы остаются фундаментом современной физики.