Rossi wurde an der Universität Bologna bei Quirino Majorana promoviert[1] und war ab 1928 Assistent an der Universität Florenz. 1932 wurde er Professor für Experimentalphysik an der Universität Padua. Als Jude verlor er 1938 seine Professur und ging über Kopenhagen und Manchester in die USA, wo er 1939 Gastwissenschaftler an der University of Chicago war. 1942 wurde er Associate Professor an der Cornell University. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er an der Radarentwicklung am Massachusetts Institute of Technology (MIT) Radiation Lab und später in Los Alamos am Kernwaffenprogramm (er war Co-Leiter der Gruppe für Detektorentwicklung). 1946 wurde er Professor am MIT, wo er wieder kosmische Strahlung untersuchte und Ende der 1950er Jahre ein Pionier von Raketenexperimenten war, z. B. zur Messung des interplanetaren Plasmas und (als Berater von American Science and Engineering Inc.) entdeckte die erste Röntgenquelle außerhalb des Sonnensystems (Scorpio X-1). 1965 wurde er Institute Professor am MIT. 1970 ging er dort in den Ruhestand und unterrichtete von 1974 bis 1980 an der Universität Palermo. Zu seinen Doktoranden gehört Kenneth Greisen.
1939 wies er an der Universität Chicago als erster den Zerfall des Myons nach und maß (an der Cornell University) dessen mittlere Lebensdauer.
Rossi entwickelte auch eine Reihe elektronischer Techniken in der Experimentalphysik, z. B. 1930 Schaltkreise zur Koinzidenzbeobachtung, 1942 den „Time to Amplitude Converter“ und 1943 in Los Alamos mit Hans H. Staub die „Fast Ionization Chamber“.
Moments in the Life of a Scientist („Momenti nella vita di uno scienziato“, 1987). Cambridge University Press, Cambridge 1990, ISBN 0-521-36439-6 (Autobiographie).
High energy particles. Prentice Hall, New York 1952.
Cosmic Rays. McGraw Hill, New York 1964.
Introduction to the Physics of Space. McGraw Hill, New York 1970 (zusammen mit Stanislaw Olbert).
Optics. Addison-Wesley, Reading, Mass. 1957.
Alberto Bonetti (Hrsg.): Cosmic ray, particle and astroparticle physics. A conference in honour of Giuseppe Occhialini, Bruno Pontecorvo and Bruno Rossi; Florence, 11.-13. September 1995 (Atti dei convegni Lincei; Bd. 133). Accademia Nazionale dei Lincei, Rom 1997 (in englischer und italienischer Sprache).
Luisa Bonolis: International scientific cooperation during the 1930s. Bruno Rossi and the development of the status of cosmic rays into a branch of physics, arxiv:1304.5612
