Deixeble de S.I. Vavilov. El 1934 descobrí i estudià exhaustivament l’efecte que porta el seu nom (radiació de Cerenkov), la qual cosa li valgué, juntament amb I.E. Tamm i I.M. Frank, el premi Nobel de física del 1958. Anteriorment, pels seus treballs sobre radiació electrònica, rebé, també amb Tamm i Frank, el premi Stalin (1946).