Fundó el Laboratorio Fliórov de Reacciones Nucleares en Dubná en 1957, y actuó como director del mismo hasta 1989.
En 1933 fue enviado al Instituto Politécnico de Leningrado (ahora conocido como Universidad Politécnica Estatal de San Petersburgo) y se especializó en física térmica (Thermal physics) y física nuclear.
En ese momento era de gran interés saber si era posible una reacción nuclear en cadena.
Durante la Segunda Guerra Mundial, Fliórov se unió a los ciudadanos en armas en Leningrado y más tarde, en la Academia de la Fuerza Aérea.
Se lo conoce por el escrito que dirigió a Stalin en abril de 1942 señalando el notable silencio en el campo de la fisión nuclear en Estados Unidos, Gran Bretaña y Alemania.
En 1956, comienza la serie de experimentos dirigidos al descubrimiento del elemento con número atómico 102, llamado luego Nobelio.
Recibió diversas distinciones: el Premio Lenin, el Premio del Estado de la URSS y el nombramiento de Héroe del Trabajo Socialista En su honor, se instituyó el Premio Fliórov que se otorga a científicos que sobresalen en el campo de la física nuclear.