С 1950 год по 1971 год работал в Институте философии, с 1954 года — старший научный сотрудник. С 1971 по 2010 год работал в Институте истории естествознания и техники АН СССР (затем РФ): старшим научным сотрудником, затем ведущим научным сотрудником (с 1992 года), главным научным сотрудником (1998). Параллельно (1948—1970) преподавал философию на физическом, биологическом и философском факультетах МГУ. Кандидатская диссертация — «Понятие массы и энергии в современной физике и их философское значение» (1950), докторская диссертация — «Принципы сохранения» (1966).
Являлся редактором серии книг по методологическим принципам физики (совместно с Б. М. Кедровым), редактором книг и сборников по методологии науки; членом редакции журнала «Природа» (1958—1978).
Овчинников исследовал роль принципов сохранения, инвариантности и симметрии в структуре научных теорий, выделяя общие черты этих принципов и подчеркивая специфику их методологического воздействия; обосновал общую характеристику понятия симметрии как единства сохраняющегося и изменяющегося в научных предметах; сформулировал принцип сохранения симметрии в истории научных исследований; представил понятие структуры как инвариантный аспект системы при теоретическом анализе её элементов, отношений и целостности; выделил уровни эпистемологического анализа научного знания — внутринаучный, методологический и философский. В связи с методологическим анализом знания предпринял (совместно с И. С. Алексеевым) систематическое рассмотрение методологических принципов, реализующих коммуникацию между философским и специально-научным исследованием. Овчинников обратил внимание на адверсивные повороты (обращение к средствам деятельности) в истории знания, которые предстают как точки роста и как источники новых идей. Принцип адверсии представлен и исторически развернут им как обобщение понятия рефлексии. Ввел различение понятий индивидуального и коллективного знания, аналогичных Миру2 и Миру3[англ.]Карла Поппера. Работал над переводами классических трудов М. Джеммера, В. Гейзенберга и К. Поппера.
Понятия массы и энергии в современной физике и их философское значение // Философские вопросы современной физики. — М.: Наука, 1952. — С. 445—488.
Обсуждение философских вопросов теории относительности // Вопросы философии. 1959. № 2. — С. 77—82.
О разработке теории научного знания // Вопросы философии. 1964. № 2. — С. 14—25.
Особенности современного естествознания // Вопросы философии. 1966. № 9. — С. 24—35.
Пространство-время, энергия-импульс в структуре физической теории // Вопросы философии. 1968. № 4. — С. 82—92 (соавтор Ю. Б. Румер).
Принципы простоты и симметрии // Природа. 1968. № 6. — С. 2—11 (соавтор Е. А. Мамчур).
К публикации книги «Размышления натуралиста» // Природа. 1973. № 6. — С. 3—31.
Особенности методологического мышления М.Планка // Природа. 1975. № 12. — С. 77—78.
Методология науки: проблемы теоретизации знания // Природа. 1978. № 3. — С. 109—117.
Методология науки: исторические формы, уровни развития // Природа. 1978. № 4. — С. 65—73.
К проблеме формирования творческой личности Эйнштейна // Вопросы философии. 1979. № 9. — С. 70—84.
Становление творческой личности и принципы научного исследования // Научное творчество (особенности и актуальные проблемы). Свердловск, 1984. — С. 19—43.
Методологические принципы в творчестве В. И. Вернадского // Природа. 1988. № 2. — С. 74—81.
Б. Л. Пастернак: поиски призвания (от философии к поэзии) // Вопросы философии. 1990. № 4. — С. 7—31.
Карл Поппер — наш современник, философ XX века // Вопросы философии. 1992. № 8. — С. 40—48.
Об интеллектуальной автобиографии Поппера // Вопросы философии. 1995. № 12. — С. 35—38.
Вспоминая прошедшее // Вопросы философии. 1999. № 7. — С. 105—126.
К истории сектора: время и люди // Философия естествознания: ретроспективный взгляд. — М.: ИФ РАН, 2000. — С. 31—55.
Знание — болевой нерв философской мысли // Вопросы философии. 2001. № 1. — С. 83—113.
Поппер и Джордж Сорос: встреча философии и экономики // Науковедение. 2001. № 1. — С. 81—109.
Парменид — чудо античной мысли и непреходящая идея инвариантов // Вопросы философии. 2003. № 5. — С. 81—95.
Эпистемология и философия науки. Вернер Гейзенберг: в контексте истории судьбы ученого // «Философские науки», ч. I в т. V № 3.2005 ; ч. П в т. № 4, 2005.
О моральной ответственности учёного (размышления в связи с концепцией Карла Поппера) // Естествознание в гуманитарном контексте. М.: Наука, 1999. — С. 152—168.
Миры знания — предмет методологических размышлений // Концепция виртуальных миров и научное познание. — М.: Наука, 2000. — С. 246—259.
Эпистемологический урок Макса Планка.// Сто лет со дня великого открытия. — М., 2001.
Сборники
Понятия массы и энергии в современной физике и их философское значение // Философские вопросы современной физики. — М.: Наука, 1952. — С. 445—488.
Материальность мира и закономерности его развития // О диалектическом материализме. — М.: Политиздат, 1953. — С. 235—239.
Проблема реальности релятивистских эффектов // Философские вопросы современной физики. Киев: АН УССР, 1956. — С. 206—210.
Материализм Пристли (и другие тексты по истории естествознания) // История философии. — М.: Наука, 1957. — Т. 1. — С. 615—620.
Философские воззрения Лобачевского // История философии. — М.: Наука, 1957. — Т. II. — С. 323—325.
Законы сохранения и причинная обусловленность явлений природы // Проблема причинности в современной физике. — М.: Наука, 1960. — С. 132—187 (Редактирование сборника совместно с Б. М. Кедровым и М. Э. Омельяновским).
Принципы сохранения и проблема структуры материи // Философские проблемы физики элементарных частиц. — М.: Наука, 1963. — С. 74—99.
Категория структуры в науках о природе // Структура и формы материи. — М.: Наука, 1967. — С. 11—67. (Редактирование сборника).
Структура и симметрия // Системные исследования. — М.: Наука, 1969. — С. 111—121.
Структура и симметрия // Системные исследования. — М.: Наука, 1969. — С. 111—121.
Принципы сохранения и свойства пространства и времени // Пространство, время, движение. — М.: Наука, 1971. — С. 107—125 (соавтор Ю. Б. Румер).
Особенности развития и тенденция к единству научного знания // Проблемы истории и методологии научного познания. — М.: Наука, 1974. — С. 72—111.
Принцип сохранения // Методологические принципы физики. — М.: Наука, 1975. (Редактирование сборника совместно с Б. М. Кедровым). — С. 225—267.
Симметрия — закономерность природы и принцип познания // Принцип симметрии. — М.: Наука, 1978. (Редактирование сборника совместно с Б. М. Кедровым). — С. 5—46.
Единство научного знания и принцип соответствия // Принцип соответствия. — М.: Наука, 1979. (Редактирование сборника совместно с Б. М. Кедровым). — С. 96—107.
Знание и сознание в деятельности ученого // Социокультурный контекст науки. — М.: Наука, 1998. — С. 163—183.
О моральной ответственности ученого (размышления в связи с концепцией Карла Поппера) // Естествознание в гуманитарном контексте. — М.: Наука, 1999. — С. 152—168.
Миры знания — предмет методологических размышлений // Концепция виртуальных миров и научное познание. — М.: Наука, 2000. — С. 246—259.
Эпистемологический урок Макса Планка.// Сто лет со дня великого открытия. — М., 2001.
Ограниченность причинности как принципа объяснения // Причинность и телеономизм в современной естественнонаучной парадигме. — М.: Наука, 2002. — С. 87—110.
Переводы Н. Ф. Овчинникова
Перевод книги: В. Гейзенберг «Philosophic problems of Nuclear Science». New York, 1952. Рус. Пер.: Вернер Гейзенберг, «Философские проблемы атомной физики». — М.: ИЛ, 1953. — 135 с.
Перевод статьи Л.Яноши «О философских вопросах современной физики» в книге: «Deutsche Zeitschrift fur Philosophie, Н.3. 1955.» — 1957.
Перевод статьи Фейнберга Г. и Голдхабера М. (США) «Законы сохранения в физике» // Вопросы философии. 1964. № 10. — С. 93—100.
Перевод и комментарии к книге: Max Jammer. Concept of mass in classical and modern physics. — Harvard. 1961. — Рус. перевод.: Макс Джеммер. Понятие массы в классической и современной физике. — М.: Прогресс, 1967. — 225 с.
Перевод главы («Об источниках знания и незнания») из книги: Conjectures and Refutations, by Karl Popper. London, 1969 // Вопросы истории естествознания и техники. 1992. № 3. — С. 5—30.
Пер. книги: Karl Popper. Unendet Quest. An Intellectual Autobiography. La Salle, Illinois. 1990. Рус. Пер.: Поппер К. Неоконченный поиск. Интеллектуальная автобиография. — М.: ЭДИТОРИАЛ, 2002. — 258 с. (совместно с В. В. Келле).
Пер. I части гл. 7 «За пределами поиска инвариантов» из книги: Karl Popper.The World of Parmenid. London and New Jork. 1998.// Журнал «Вопросы истории естествознания и техники», № 4 2002 г. И часть перевода в № 2 за 2003 г.
Продолжение публикации перевода 7-й главы книги К. Поппера «Мир Парменида» // ВИЕТ. 2003. № 2. — С. 64—101.
Переводы работ Н. Ф. Овчинникова
Materialnosc swiata i prawidlowosci jego roswoju. — Warszawa: Ksiazka i wiedza, 1954. — 87 c.
Материальность мира. — Пекин, 1954. — 110 с. (на китайском языке).
Die Materialitar der Welt und Gesezmobiketen der Entwicklung der sich bewegenden Materie. — Berlin: Dietz Verlag. 1955. — 56 c.
Der Begriff der Materie und die gegenwortigen Kentnisse von ihrernStruktur. — Berlin: Gesellschaftswissenschaftliche Beitrage, 1964. — C. 525—537.
Structure and Symmetry (Материалы к XIV Международному философскому конгрессу) // Философия и современное естествознание. — М., 1968. — С. 78—87.
Structure and Symmetry (Материалы к XIV Международному философскому конгрессу) // Философия и современное естествознание. — М., 1968. — С. 78—87.
Concerning unity of knowledge in Physics // Logic, Metodology and Phylosophy of Science. IV, North-Holland Publishing Company. 1973. — P. 583—592 (соавтор И. А. Акчурин).
The concept of natural realiti in dialectical materialismus // Main trends of reserarch in the social and human sciences. Vol. 2. Mounton Publisheral/Unesco. — The Hague — Paris — New York, 1978. — P. 1192—1199.
A tudomanyos ismeretek fejlodesi sajatossagai es egysegeulesi tendenciaja // Tudomanyos megismer es torteneti es modszertani problemai. — Budapest: Gondolat, 1980. — P. 110—166.
Stupne metodologicko badania // Metodologicke principy fysiky. — Bratislava: Pravda, 1984. — C. 5—27.
Phenomenon of adversio in the history of knowledge // Epistemological Problems of Science (in the works of Russian philosophers). — М.: Inst. of Philosopy RAN, 1993. — P. 11—13.
Цитаты
Обращаясь к структуре науки, мы приходим к выводу, что область теоретического в науке полиморфна. Теоретическое знание — это нечто большее, чем просто данная теоретическая система или даже совокупность теорий… Всматриваясь в современное научное знание, мы можем видеть скорее обширное поле теоретического, с его разнородными областями. Можно заметить, по крайней мере, три такие области теоретического знания в науке — это область гипотез, область моделей и аналогий и, наконец, область логически организованных теорий.
— Н. Ф. Овчинников
Предполагалось, … что среди множества теоретических систем только одна может претендовать на ранг научности, истинности. Опыт современной науки заставляет нас пересмотреть эту методологическую установку. Множество теорий — нормальное явление в научном развитии. Важнейшая теоретическая проблема, выдвигаемая особенностями современного теоретического естествознания, — это не проблема выбора, а проблема синтеза теоретических систем, разрабатываемая как в рамках специальной науки, так и в области методологии научного знания.
— Н. Ф. Овчинников
До сих пор я не знаю более глубокого философского текста, который бы так быстро вводил любого начинающего в наиболее острые и дискуссионные проблемы современной философской науки (в её связи с современным естествознанием), чем монография Н. Ф. Овчинникова «Принципы сохранения». Многие поколения наших коллег в этой области исследований получили свои первые творческие импульсы глубокого внутреннего интереса к философским размышлениям именно из этой книги. И до сих пор она остается одним из лучших введений в этот круг проблем…
Под редакцией Ф. В. Константинова.Сохранения принципы // Философская Энциклопедия. В 5-х т. — Советская энциклопедия (рус.). — М., 1960—1970.. // Новая философская энциклопедия: В 4 тт. // Под редакцией В. С. Стёпина. — М.: Мысль,2001.