Хрущевский период
Решение о строительстве города было принято одновременно с решением о строительстве Института. Поскольку институт был объектом двойного назначения и входил в ядерную программу СССР, город, обслуживающий Институт, должен был быть закрытым и засекреченным. Место для строительства города было выбрано в километре от Института, в двадцати километрах от Серпухова, посреди нетронутого соснового бора, недалеко от реки Протвы.
Первый символический колышек под строительство жилого дома был забит Ф.Я. Коркияйненом 19 апреля 1960 года. Первыми домами, воздвигнутыми на месте будущей юго-восточной окраины города, были временные двухэтажные деревянные бараки. Сейчас они снесены, на их месте находятся более современные здания.
Первоначальный проект города предусматривал типовую застройку 60-х годов в виде нескольких кварталов, застроенных домами 447 серии (более известными, как кирпичные «хрущевки»). Изначально планировалось, что подобное жилье будет временным, и в будущем будет заменено высокоэтажной застройкой (9-14 этажей). Подобная этажность планировалась с целью максимально уменьшить территорию города ради минимизирования риска обнаружения города при аэрофотосъемках с самолетов – разведчиков. Однако в будущем микрорайон Протвино с «хрущевской» застройкой (т.н. Старое Протвино) сносить не стали.
До 1965 года рабочий поселок «Серпухов - 7» (первое название Протвино) был режимным объектом, однако затем был переименован и лишен статуса закрытого. Столь выдающийся научный объект, как У-70, должен был стать центром сосредоточения мировой ядерной науки, поэтому и Протвино должно было стать гордостью советского градостроения.
Брежневский период
После прихода к власти Брежнева (1964) у Протвино появился главный архитектор – Д. М. Корин, который предложил концепцию развития города будущего, экологически чистого города в лесу. Именно ему Протвино обязано своей нестандартной планировкой. У города нет ярко выраженного центра, точки активности равномерно распределены по площади города, пресекаемые участками леса. При строительстве города особое внимание было посвящено вопросу вырубки деревьев. Строители получали жесткие инструкции: не вырубить ни одного лишнего дерева. Именно поэтому многие дома в прямом смысле утопают в сосновом бору, некоторые деревья растут менее, чем в пяти метрах от стен многоэтажек. Инфраструктура города разрабатывалась с расчетом на то, что подавляющее большинство жителей будут пользоваться велосипедами. Именно поэтому автомобильные дороги в Протвино довольно узкие, а их сеть развита не очень сильно. Пешеходные же дороги строились методами, выражаясь современным языком, машинного обучения. Дорожки строились не сразу, а только после того, как жители вытопчут наиболее удобные для себя тропинки. Именно поэтому пешеходные тропинки петляют среди деревьев, обходя их, а при их строительстве деревья почти не вырубали.
Корин стал применять в планировке города самые современные проекты жилых зданий, разрабатывавшихся в СССР. Близко к центру «жилого» города расположены несколько больших жилых зданий необычной выпуклой планировки из рыжего кирпича. В народе они получили меткое название «муравейники». В таких домах планировалось поселение приблизительно пятисот молодых семей физиков в однокомнатные квартиры размером 30 квадратных метров. Подобные дома были одной из альтернатив большим кварталам «хрущевок», причем более комфортной.
Другой пример застройки Протвино – комплекс девятиэтажных зданий, стоящих в форме пятиугольника. При виде с воздуха этот комплекс похож на американский Пентагон, за что и получил свое название. Особенностями «Пентагона» являются большой прогулочный двор в середине фигуры, балконы причудливой полуцилиндрической выпуклой формы, а также индивидуальный дворик для выращивания растений с персональной лестницей для жителей первых этажей. Фактически, Корин создал современные жилые комплексы на 30 лет раньше.
Достойны упоминания и жилые здания более комфортной застройки. На главной улице города стоит девятиэтажное вытянутое здание на 200 квартир. Это жилое здание из-за своей «зубчатой» планировки именуется в народе «пилой». В нем расположены двухэтажные квартиры повышенной комфортности, предназначавшиеся для научных сотрудников «среднего» звена. А для старших научных сотрудников было построено несколько индивидуальных девятиэтажных одноподъездных домов по французскому проекту, «французских башен». Это единственный экспериментальный тип домов, испытывавшихся в Протвино, который пошел в серию в других городах СССР.
Что касается общественных зданий, то здесь заслуживает упоминания
Дом Ученых, построенный в 1972 году по индивидуальному проекту. Это был пример архитектуры той эпохи, конструктивистского модернизма, удостоенный I премии Госстроя. В Доме Ученых в свое время выступал президент Франции Жорж Помпиду, советский нобелевский лауреат академик Сахаров. Также концерт давал там 29 декабря 1979 года популярнейший на тот момент Высоцкий, а из других выступавших там поэтов и композиторов можно вспомнить Тарковского. Для деятелей искусства было честью дать концерт в честь работников советской науки.
Появление в маленьком городе столь выдающихся людей не было неожиданностью для протвинцев. Протвино с момента своего основания и до самого распада Союза было примером того, как будут жить советские граждане при коммунизме. Большое количество товаров потребления в магазинах, даже во времена дефицита и экономического кризиса конца 80-х. Развитая культурная жизнь. Удобный небольшой зеленый город, в котором большая часть населения передвигается пешком или на велосипеде. Именно так видели будущее Союза в 80-х. Но реальность внесла свои коррективы в картину будущего.