В 1987 году возглавил в Институте кристаллографии лабораторию рентгеновской оптики и синхротронного излучения.

В 1988 году Ковальчук защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора физико-математических наук «Метод стоячих рентгеновских волн в исследовании структуры приповерхностных слоёв полупроводников». При этом был получен резко отрицательный отзыв члена-корреспондента АН СССР А. М. Афанасьева, по мнению которого представленные диссертантом результаты «либо ошибочны, либо повторяют в значительной степени результаты других авторов без соответствующей ссылки на эти работы».

В 1998 году М. В. Ковальчук был избран директором Института кристаллографии РАН[8]. В том же году ему было присвоено звание профессора. Член-корреспондент РАН по Отделению общей физики и астрономии (физика конденсированного состояния) с 26 мая 2000 года. С начала 2000-х годов руководил в Институте кристаллографии Научно-исследовательским центром «Космическое материаловедение».

С 2005 года — директор Курчатовского института, с 2016- президент Курчатовского института. В 2007 году Президиум РАН назначил Ковальчука исполняющим обязанности вице-президента РАН на годичный срок. Но вице-президентом РАН он не стал, так как в 2008 году он не был избран действительным членом РАН, а вице-президентом РАН по Уставу может быть только действительный член. Президент РАН Юрий Осипов выразил сожаление в связи с неизбранием М. В. Ковальчука и подчеркнул, что вопреки общепринятому мнению, он сам лично считает М. В. Ковальчука не только выдающимся организатором науки, но и учёным, достойным избрания действительным членом РАН.

С 2010 года — член Совета Фонда «Сколково».

С ноября 2012 года — и. о. декана физического факультета СПбГУ.

В результате двух тайных голосований на собрании Отделения физических наук РАН 27 и 30 мая 2013 года Ковальчук не был переизбран на занимаемый им в течение 15 лет пост директора Института кристаллографии.

По одной из версий, Ковальчук является автором законопроекта о реформировании Российской академии наук, которое началось после того, как его не переизбрали директором Института кристаллографии РАН. В ряде СМИ утверждается, что учёный, которого несколько раз не избирали действительным академиком и не утвердили на посту директора Института кристаллографии, затеял эту реформу из-за личной обиды. Сам Ковальчук в одном из интервью заявил, что «Академия должна неминуемо погибнуть, как Римская империя».

30 сентября 2015 года Ковальчук выступил в Совете Федерации, рассказав об опасности искусственных клеток, как США влияют на научно-технические цели во всем мире и как создается новый подвид «служебного человека».

7 декабря 2015 года по итогам выступления Ковальчука в Совете Федерации состоялась встреча президента В. В. Путина с Ковальчуком, на которой ему сообщили, что он назначается президентом НИЦ «Курчатовский институт», а занимавший ранее эту должность академик Евгений Велихов становится почётным президентом. Ковальчук предложил перенести на новый уровень российскую программу исследований возможности создания экспериментального термоядерного реактора.

Другие должности

М. В. Ковальчук — член президиума Совета при Президенте РФ по науке и образованию; член Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России; член коллегии Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации (2002—2004) и коллегии Минобрнауки РФ (с 2004 года).

Также является научным руководителем факультета нано-, био-, информационных и когнитивных технологий МФТИ, заведующим кафедрой «Физика наносистем» физического факультета МГУ, заведующим кафедрой ядерно-физических методов исследования физического факультета СПбГУ. В 2000-е годы одновременно заведовал кафедрой физики взаимодействия излучения с веществом факультета общей и прикладной физики МФТИ, был профессором факультета наук о материалах МГУ. Главный редактор академического журнала «Кристаллография», заместитель главного редактора журнала «Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования»; заместитель председателя Комиссии РАН по нанотехнологиям.

Ковальчук — председатель Национального комитета кристаллографов России; председатель Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ); председатель Национальной конференции по росту кристаллов (НКРК).

Автор и ведущий научно-популярной телепрограммы «Истории из будущего» на Пятом канале.

Действительный член Американской ассоциации содействия развитию науки (ААAS) по секции «Физика».

Научная деятельность

Область научных интересов: рентгеноструктурный анализ, в частности, рентгеновская и белковая кристаллография, рентгеновское и синхротронное излучение в исследовании материалов, физика конденсированного состояния; рентгеновская физика и оптика; физика процессов кристаллизации; стоячие рентгеновские волны (СРВ); многоволновая дифракция

В 1999 году по инициативе президента Российского научного центра «Курчатовский институт» академика Е. П. Велихова было принято решение о создании Курчатовского центра синхротронного излучения. Ковальчук стал его директором-организатором и сосредоточил свои усилия на создании комплекса исследовательских станций на источнике синхротронного излучения «Сибирь-2», уделяя при этом особое внимание исследованиям нанобиоорганических систем. Он успешно завершил реализацию научного проекта по разработке, созданию и вводу в эксплуатацию комплекса уникального научно-исследовательского оборудования — экспериментальных станций на пучках первого в России специализированного источника синхротронного излучения, предназначенных для коллективного использования научным сообществом.

В последние годы примерно с 1999 года М. В. Ковальчук успешно развивает новое направление рентгеновской оптики, связанное с изучением и использованием многоволновой дифракции. В настоящее время, в XXI веке, Ковальчук сосредоточивает свои усилия на развертывании исследований в области нанодиагностики, наноматериалов и наносистем, став фактически одним из идеологов развития нанотехнологий в России. Благодаря ему была сделана попытка неофициально предложить развитие нанотехнологий как своего рода государственную идеологию России (подобно тому, как развитие двух конкретных нанотехнологий — производства чугуна и стали — было важным элементом советской идеологии).

По данным официального сайта МГУ, где он возглавляет кафедру физики наносистем, под руководством М. В. Ковальчука был развит принципиально новый рентгеновский метод исследования поверхности конденсированных сред, использующий стоячие рентгеновские волны (СРВ) и сочетающий возможности дифракционного изучения структуры со спектроскопической чувствительностью к конкретным типам атомов. Метод СРВ был адаптирован для структурной характеризации многокомпонентных кристаллов, полупроводниковых гетероструктур, многослойных рентгеновских зеркал, рентгеновских волноводных структур, органических многослойных систем на основе плёнок Ленгмюра — Блоджетт, белково-липидных систем.

Автор и соавтор более 250 научных работ, в том числе 21 авторского свидетельства и 10 патентов[26]. H-индекс по данным Scopus равен.

Высказывания

21 января 2016 года на предложение М. В. Ковальчука на заседании Совета при президенте РФ по науке, технологиям и образованию «найти такие организации, которые должны управлять течением мысли в конкретных направлениях», так же, как В. И. Ленин «управлял течением мысли», В. В. Путин ответил: «Управлять течением мысли это правильно (?), нужно только чтобы эта мысль привела к правильным результатам… Заложили атомную бомбу под здание, которое называется Россией, она и рванула потом».

«Сегодня возникла реальная технологическая возможность. И цель — создать принципиально новый подвид Homo sapiens — „служебного человека“. Свойство популяции служебных людей очень простое: ограниченное самосознание, когнитивно это регулируется элементарно, мы с вами видим, это уже происходит. Вторая вещь — управление размножением, и третья вещь — дешевый корм, это генно-модифицированные продукты. И это тоже уже все готово. Значит фактически, сегодня уже возникла реальная технологическая возможность выведения служебного подвида людей.»

Семья

Отец — Валентин Михайлович Ковальчук (1916—2013), доктор исторических наук, специалист по истории блокады Ленинграда, главный научный сотрудник Санкт-Петербургского института истории РАН.

Жена — Елена Юрьевна Полякова, специалист по истории Ирландии, дочь историка Ю. А. Полякова, члена-корреспондент АН СССР с 1966 года, академика РАН с 1997 года.

Сын — Кирилл Михайлович Ковальчук, родился 22 декабря 1968 года, председатель Совета директоров Национальной Медиа Группы — крупного медиахолдинга, владеющего долями в Первом канале, Пятом канале, РЕН ТВ, СТС Медиа, газете «Известия» и других СМИ. Кирилл Ковальчук упоминался прессой в связи со скандальной реконструкцией в центре Москвы дома Болконских.

Брат — Юрий Валентинович Ковальчук, миллиардер, председатель совета директоров банка «Россия». Его имя также связывают с Национальной Медиа Группой, страховой компанией «Согаз» и другими бизнес-активами. Известен как человек, близкий к Владимиру Путину; ряд СМИ называют его личным другом Путина. Зачастую в прессе Михаил и Юрий Ковальчуки упоминаются совместно как «братья Ковальчуки».

Племянник — Борис Юрьевич Ковальчук, председатель Правления ОАО «Интер РАО ЕЭС»; до этого возглавлял в Правительстве РФ департамент приоритетных национальных проектов.

Награды

Орден «За заслуги перед Отечеством» III степени (2011) — за большой вклад в развитие науки и многолетнюю плодотворную деятельность

Премия имени Е. С. Фёдорова Президиума РАН за 2009 год.

Почётная грамота Правительства Российской Федерации (2006) — за многолетнюю плодотворную научную и общественную деятельность

Орден «За заслуги перед Отечеством» IV степени (2006) — за большой вклад в развитие отечественной науки и многолетнюю научную деятельность

Премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники (2006) — за создание научно-технического комплекса на базе специализированных источников синхротронного излучения «Сибирь» в Российском научном центре «Курчатовский институт»