Beginnend mit dem Institut für Radiochemie (1964) siedelten sich eine Reihe von Instituten im Umfeld des Reaktors an, die ihn für ihre Arbeiten nutzten und somit zum Wachsen des Forschungsgeländes und dem Gedankenaustausch unter Wissenschaftlern wesentlich beitrugen.

Unter den zahlreichen Forschungsreaktoren, die Ende der 50er Jahre gebaut wurden, war der FRM wohl der erfolgreichste.¹⁶⁴ Die Gründe dazu lagen überwiegend in der damaligen Konstellation, dem Eifer und dem Weitblick der damaligen Entscheidungsträger.

Bereits ab 1955 stieg die Anzahl der Studenten für das Fach Kernphysik enorm an. Eine neue interessante Fachrichtung mit Zukunftsmöglichkeiten zeichnete sich ab. Zum Andrang wird auch die Aussicht beigetragen haben, in wenigen Jahren einen Forschungsreaktor zur Verfügung zu haben. Wie sich Professor Dr. Heinz Maier-Leibnitz erinnert, gab es zeitweise an seinem Institut für Technische Physik unter der Betreuung von ihm und Professor Dr. Riehl rund 200 Diplomanden und Doktoranden gleichzeitig. Ein solcher Umfang konnte jedoch nur bewältigt werden, wenn ein bisher nicht übliches Organisationsschema aufgebaut wurde. Jeder junge Doktorand betreute mehrere Diplomanden. Ältere Doktoranden und diejenigen, die bereits ihre Promotion abgeschlossen hatten, sorgten sich jeweils um mehrere junge Doktoranden. Das funktionierte nur, wenn jeder jedem half und das, ohne dazu bestellt und besonders bezahlt zu werden. Anfangs gab es im Institut vier "ausgewachsene" Assistenten. Später erhöhte sich die Zahl auf zehn.¹⁶⁵ Angesprochen auf diese Situation äußerte sich Professor Dr. Maier-Leibnitz in seiner ihm eigenen Bescheidenheit: "Erwähnen Sie nicht so häufig meinen Namen. Ich habe jeweils nur wenige Minuten mit den Kandidaten gesprochen; die eigentliche Betreuung und Arbeit haben meine Doktoranden geleistet."

Hinter allem stand die Devise: Ein Reaktor ist sehr schön; aber nur die Versuche sind es, durch die er Erfolg haben kann. Dabei wurden Experimente gewählt, die woanders nicht gemacht wurden. Auch wurde stets darauf geachtet, daß der Aufwand für Versuche in einer vernünftigen Relation zum Aufwand für den Reaktor stand. Die aus dieser Situation gewählte Struktur und die große Anzahl von experimentellen Arbeiten zeigten jedoch deutlich das Fehlen von Professoren für Forschung und Lehre. Daraus resultierte der Vorschlag nach Gründung eines Physik-Departments. Dieses Vorhaben wurde vom Kultusministerium sowie von der Fakultät und vom TH-Senat unterstützt. Das Finanzministerium genehmigte schließlich an die 250 Stellen.

Ziel war es, mit dem Department eine Institution zu finden, in der alle Professoren zusammenarbeiten konnten. Dieser Zusammenschluß erwies sich nicht nur vorteilhaft für den wissenschaftlichen Austausch, sondern vereinfachte auch die Verwaltung. Das dazugehörige Gebäude wurde 1968 unmittelbar angrenzend nördlich vom Reaktor errichtet. Durch Änderung des Hochschulgesetzes erfolgte später die Umwandlung in die Fakultät für Physik, die heute aus zwölf Lehrstühlen für Experimentalphysik, sieben Lehrstühlen für Theoretische Physik, dem Walther-Meißner-Institut für Tieftemperaturforschung und drei Lehrstühlen im Walter Schottky-Institut besteht.

Für die Zusammenarbeit mit dem FRM wurde bereits 1964 der erste deutsche Lehrstuhl für Radiochemie gegründet. Das entsprechend ausgestattete Laborgebäude entstand südlich nahe dem Reaktor, während die Fakultät für Chemie, Biologie und Geowissenschaften zunächst auf dem Stammgelände in München verblieb (die Ansiedlung in Garching erfolgte erst im Jahr 1976).

Der europäische Hochflußreaktor am Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble geht zum großen Teil auf Vorarbeiten in Garching zurück. Konsequent wurde das, was am FRM angefangen wurde, im großen Maßstab im Grenoble weitergeführt. Beispielhaft seien hier Bau und Einsatz von Neutronenleitern oder Geräten zur Herstellung und experimentellen Nutzung von "ultrakalten Neutronen" genannt. Durch die stets engen Verbindungen zum Hochflußreaktor wurden die internationalen Kontakte, die bereits in den frühen Jahren aufgebaut waren, entsprechend vertieft. So gab es z.B. von Anfang an eine enge Zusammenarbeit mit dem Atominstitut der Österreichischen Universität in Wien, mit Professor Dr. Otto Harling und dem späteren Nobelpreisträger Professor Dr. Clifford Shull vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, USA, und mit vielen nationalen und internationalen Forschungszentren. Eine enge Zusammenarbeit mit der Kristallographie der LMU (Ludwig Maximilian Universität München) gab es von Anfang an bis heute.