В процессе своей научной работы Сергей Петрович работал и общался со многими выдающимися учеными. Среди них М. В. Келдыш, М. А. Лаврентьев, А. А. Дородницын, Л. А. Арцимович, А. Н. Тихонов, П. А. Черенков, И. В. Тамм, А. И. Берг, В. И. Векслер, Г. И. Будкер, В. Н. Кондратьев, А. М. Прохоров, В. Л. Гинзбург, А. Б. Мигдал, А. Д. Сахаров, Б. Н. Понтекорво, А. А. Абрикосов, Л. С. Понтрягин, Д. В. Скобельцын, В. И. Гольданский, С. Т. Беляев, О. М. Белоцерковский, А. В. Топчиев, Е. П. Велихов, Н. М. Эмануэль, Ю. П. Гуляев, А. Ф. Андреев, Р. З. Сагдеев…
Огромное количество людей работало с Сергеем Петровичем на телевидении, помогая ему делать передачи, высказывая на программе, которую он вел, свои мысли. Среди все тех же академиков были такие известные фигуры, как Я. Б. Зельдович, Б. Б. Пиотровский, А. А. Логунов, В. И. Арнольд, Р. В. Хохлов, Б. П. Константинов, И. Т. Фролов, Н. Н. Иноземцев, Л. В. Канторович, А. Г. Аганбегян, Г. А. Месяц, Ю. В. Бромлей, Д. М. Гвишиани, В. Л. Янин, Ю. А. Рыжов, И. В. Петрянов-Соколов, Е. К. Федоров, Е. И. Чазов…
В его передачах участвовали десятки членов-корреспондентов, докторов и кандидатов наук, многие космонавты, выдающиеся летчики, врачи, художники, журналисты…
В ходе своих работ Сергей Петрович неоднократно общался с крупными политическими деятелями: министром обороны Д. Ф. Устиновым, министром иностранных дел А. А. Громыко, генеральным секретарем М. С. Горбачевым, который даже посетил его юбилей, отмечавшийся в Иностранной библиотеке.
Товарищеские отношения завязались у него с Генри Киссинджером — участником Пагуошского движения, госсекретарем США в середине 1970-х годов, интеллектуалом номер один по американским меркам, лауреатом Нобелевской премии мира, членом Бильдербергского клуба[63]. Киссинджер приезжал на дачу к С. П. Капице во время одного из своих визитов.
Совершенно особую страницу в его жизни составляли отношения с друзьями. Среди ближайших друзей Сергея Петровича дети и большинство близко знавших его людей называют И. С. Балаховского, А. Е. Чудакова, Ю. М. Кагана, А. А. Туполева, Н. А. Платэ, С. Е. Шульмана, Ю. А. Рыжова.
Со своим ровесником Юрием Каганом Сергей Капица познакомился в МАИ, вернувшись из эвакуации. Юра стремился стать физиком, и знакомство с сыном крупнейшего советского специалиста в избранной им области было для него лестно. Впоследствии Каган перевелся во вновь созданный институт МИФИ, после окончания которого в 1950 году он стал одним из немногих, кому удалось сдать знаменитый «теорминимум» самому Л. Д. Ландау. Это достижение сделало его популярным в узком кругу молодых физиков. Хотя «теорминимум» был сдан, Каган принят в аспирантуру, но учиться в ней ему не довелось. В духе времени он был направлен в так называемый Свердловск-44 для работ по атомному проекту. На целых шесть лет Юрий Моисеевич Каган уехал на Урал. Там в 1954 году он защитил кандидатскую диссертацию по разделению изотопов урана. На Урале его научный вклад был высоко оценен академиком И. К. Кикоиным, одним из ведущих исполнителей атомного проекта. По команде И. В. Курчатова Ю. М. Каган был переведен в Москву — в Институт атомной энергии. Встречи Юрия Моисеевича и Сергея Петровича вновь стали частыми. Сергей Петрович обсуждал со старым приятелем перспективы создания нового ускорителя — микротрона. Тот всесторонне поддерживал этот проект. Порой их беседы прерывались теннисной партией, чтобы возобновиться после ее окончания.
Юрий Моисеевич Каган стал лауреатом Государственной премии СССР и Ленинской премии, в 1984 году был избран действительным членом АН СССР.
Игорь Сергеевич Балаховский, как и его младший брат Сергей, был знаком с Сергеем Петровичем с детских лет.
Игорь и Сергей были внуками академика Алексея Николаевича Баха, основоположника советской биохимии, в конце жизни удостоенного звания Героя Социалистического Труда, детьми его младшей дочери и известного ученого, профессора С. Д. Балаховского. А. Н. Бах также получил дачу на Николиной Горе, неподалеку от дачи П. Л. Капицы. Так же как и П. Л. Капица, А. Н. Бах был сильным шахматистом, и Петр Леонидович оценил его поддержку и расположение с первых дней приезда в Москву.
На даче братья Балаховские подружились с братьями Капицами и вместе участвовали в многочисленных забавах и проказах, какие порождала их безграничная детская фантазия. Воспитание, конечно, сказывалось, и даже среди мальчишеских забав они организовали несколько полезных для собственного развития игр. Так, увлекшись минералогией, Сергей, в ту пору ученик седьмого класса, предложил приятелям по даче построить доменную печь, в качестве сырья используя красный песчаник с берега Москвы-реки.
Впоследствии пути ребят разошлись: Сергей окончил МАИ, Игорь — МГУ, но из вида они друг друга не теряли.
Когда в 1965 году на факультете общей и прикладной физики МФТИ была открыта кафедра физики живых систем, Игорь Сергеевич читал студентам-физтеховцам лекции по биохимии.
