En 1984 recibió, junto al holandés Simon van der Meer, el premio Nobel de Física.
En 2005 criticó el Gobierno de Berlusconi sobre la humillación que sufre en Italia la investigación científica.
Desde entonces colabora con el CIEMAT, por el desarrollo del "Solar termodinámico", proyecto empezado en el ENEA y no concluido en Italia al ser despedido.
En 1960 entró a formar parte del CERN en Ginebra, donde continuó sus trabajos de investigación sobre las partículas elementales.
En 1976 promovió la modificación el sincrotrón del CERN para introducir el bombardeo conjunto de protones y antiprotones, lo que se convirtió en una realidad en 1981.
Carlo Rubbia, en el curso de una entrevista, se expresaba así: “Cuando observamos la naturaleza quedamos siempre impresionados por su belleza, su orden, su coherencia (…).