»Die Physiker« wurde überwiegend positiv aufgenommen – so war auch schon die Uraufführung am 21. Februar 1962 ein großer Erfolg. Da so viele Zuschauer das Stück sehen wollten, musste es an drei Tagen uraufgeführt werden. Rudolf Stickelberger bemerkte, dass dieses massive Interesse an dem Stück im Zusammenhang mit der internationalen Popularität Dürrenmatts zu sehen ist. Der Schweizer Schriftsteller wird von zahlreichen Kritikern vor allem für die Spannung und Variabilität in »Die Physiker« anerkennend gelobt, außerdem wird die überraschende Wende am Ende positiv hervorgehoben. Großes Lob kam auch von Irma Voser, die voller Begeisterung anmerkte: »Blickt man auf den Abend zurück, so gewinnt man den Eindruck, ein erstaunliches Werk kennengelernt zu haben. […] Eine Folge von Szenen spielt sich vor uns ab, in denen Dämonisches und Groteskes, kühle Argumentation und skurrile Effekte, vordergründige Kreatürlichkeit und beängstigende Spekulationen in reichster Stufung wechseln und ineinandergreifen. Was Dürrenmatt hier aus den Markierungen gewinnt, wie er etwa das Geigenspiel Einsteins einsetzt, wie er die Positionen fortlaufend vertauscht: das ist nicht nur virtuos, es ist einzigartig.« 

Daneben gibt es aber auch negative Rezensionen, die eben diese Wendung kritisieren oder dem Stück eine Kurzlebigkeit unterstellen – wie es zum Beispiel Friedrich Luft artikulierte: »Dürrenmatt, sonst dem Klischee fleißig Hiebe verteilend, verfällt dem Klischee. Er entwertet seine Moral, indem er plötzlich direkt moralisiert. Er tut es nunmehr ohne die Verkleidung des Ulkes. Und siehe, der Spaß weicht von der Bühne. Aber ernst wird es eigentlich auch nicht. Der Stückschreiber gerät unter sein listiges Niveau. […] Das große wirre Gelächter, das er anstimmen wollte, erstirbt ihm selbst. Das so grandios aufgeworfene Stück Theater vermindert sich, weil Dürrenmatt den Mut zum letzten Übermut doch nicht findet. […] Schade!« Es handelte sich dabei um eine Vermutung, die sich im Nachhinein als falsch erweist: Noch 20 Jahre später zählt »Die Physiker« zu den meistgespielten Theaterstücken in Deutschland, das Interesse an dem Drama ist noch immer groß. Dabei beschränkt sich der Erfolg nicht nur auf Deutschland: In London und New York kam es zu Aufführungen der englischsprachigen Übersetzung »The Physicists« in den Jahren 1963 und 1964 – in beiden Fällen löste das Stück Begeisterung aus. Etwa zehn Jahre später stellte Dürrenmatt eine eigene Aufführung des Stoffes auf die Beine, die allerdings nicht an den Erfolg der Uraufführung herankam. Die negativen Rezensionen blieben außerdem nicht unbeachtet und unkommentiert: So setzte beispielsweise Elisabeth Brock-Sulzer den Zweiflern entgegen: »Angriffe auf das Stück sind vor allem von jenen erhoben worden, die verlangten, bewusst oder unbewusst, der Dichter sollte hier die Atomfrage lösen. Sie ist in der Tat nicht gelöst worden, weder utopisch noch real. Das war ja auch vernünftigerweise nicht zu erwarten. Könnte sie ein Dichter lösen, so wäre sie nicht die Gefahr, die sie ist. Dürrenmatt hat in den ‚21 Punkten zu den Physikern‘ denn auch mit aller Deutlichkeit sich gegen diese unangemessene Forderung abgesetzt. Da heißt es: ,Der Inhalt der Physik geht die Physiker an, die Auswirkung alle Menschen.‘ Und weiter: ,Was alle angeht, können nur alle lösen.‘ Und endlich: ,Jeder Versuch eines Einzelnen für sich zu lösen, was alle angeht, muss scheitern.‘ Darin liegt eine gewisse Absage an den ,tapferen Menschen‘, der die früheren Werke Dürrenmatts bestimmte: hier, im Bereich der totalen Zerstörung der Welt durch technisch ausgewertete Wissenschaft, genügt der Einzelne nicht mehr. So sind denn Die Physiker ein todschwarzes Stück, durchaus hoffnungslos, ausweglos – obwohl darin nicht nur ein Tapferer, sondern gleich deren drei erscheinen. Aber man lacht viel in diesem todernsten Stück, viel, selbst wenn man die unangemessenen Lacher nicht mitzählt.«

Oft wird »Die Physiker« auch in einem Zusammenhang mit Bertolt Brechts »Das Leben des Galilei« genannt; aufgrund dessen beziehen sich auch die Rezensionen einiger Kritiker oder Autorenkollegen auf den Vergleich der beiden Werke. Repräsentativ für diese vergleichenden Betrachtungen und Meinungen können die folgenden Ausführungen Manfred Durzaks stehen: »Brecht konstruierte seinen Modellfall nach der Geschichte. Und die am Ende dialektisch postulierte These von der objektiven Weiterentwicklung der Physik wird in gewisser Weise durch die Geschichte abgestützt, da sich die Physik ja in der Tat seit Galilei ständig weiterentwickelt hat, wenn auch in einer verfänglich einseitigen Richtung. Dürrenmatts Modellfall ist nicht vergangenheitsorientiert, sondern auf die Zukunft gerichtet.  Die Absicherung durch die Geschichte fehlt hier. Es sei denn, es handelt sich um eine zynische Absicherung, die als ersten Beweis für einen von der Nuklearphysik inszenierten Weltuntergang  die  Atombombe  von Hiroshima auffasst. Jede optimistische Perspektive auf die Zukunft fehlt. Dürrenmatt sieht sich vielmehr mit einer Entwicklung konfrontiert, die ständig ins Sinnlose umzuschlagen droht. (...) Während Brecht am Konzept eines rational beeinflussbaren Geschichtsprozesses festhält, erweist sich der Geschichtsprozess für Dürrenmatt als irrational schlechthin, als sinnlos. Der Mensch ist der Geschichte als Opfer überantwortet. Die Geschichte übernimmt die Henkersrolle dem Einzelnen gegenüber: Sie liquidiert ihn aus unerfindlichen Gründen.