Gunnar Randers var den i særklasse viktigste enkeltperson bak den norske atomenergisatsingen etter den annen verdenskrig. Han var et rikt utrustet menneske, med store evner som forsker, entreprenør og nettverksbygger. Selv om han ikke var partipolitisk aktiv, var han gjennom sitt virke nært knyttet opp til den teknologisk-industrielle moderniseringen av det norske samfunn som fant sted i Arbeiderpartiets regi de første tiårene etter krigen.
Randers vokste opp i Kristiania/Oslo og tok examen artium 1932 på reallinjen på Fagerborg skole. Deretter studerte han astrofysikk ved Universitetet i Oslo. Etter avsluttende eksamen som cand.real. 1937 – med “innstilling til Kongen” – arbeidet han en tid som stipendiat under professor Svein Rosseland. Like før krigen reiste han til USA for videre studier, først ved Harvard og Mount Wilson-observatoriet i Pasadena, California, dernest ved Yerkes-observatoriet i Wisconsin og University of Chicago.
Høsten 1942 sluttet Randers seg til de norske utestyrkene i Storbritannia, hvor han ble rekruttert til krigsinnsats for det britiske forsyningsdepartementet (1942–44). Her arbeidet han hovedsakelig med utvikling av radar og nærhetsbrannrør. Fra høsten 1944 arbeidet han for amerikansk militær etterretning og deltok bl.a. i den såkalte Alsos Mission 1944–45. Ved krigens slutt var han major i den norske hær.
Etter frigjøringen vikarierte Randers som bestyrer ved Astrofysisk institutt på Blindern, samtidig som han ledet et atomutvalg nedsatt av Forsvarets Overkommandos Tekniske Utvalg (FOTU). April 1946 ble han ansatt som sjef for Fysikkavdelingen ved det nyopprettede Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) på Kjeller. Herfra ledet han FFIs atomenergiarbeid med stor kraft og entusiasme, fast bestemt på å skaffe Norge en kjernefysisk forsøksreaktor. Forsvarsminister Jens Chr. Hauge og den teknisk-vitenskapelige “trollmannen” Odd Dahl var viktige støttespillere i dette arbeidet. Planene ble imidlertid motarbeidet av de akademiske forskningsmiljøene i Norge, som fryktet en militarisering av norsk atomenergiforskning. De tre ildsjelene innså etter hvert at det norske reaktorprosjektet best kunne realiseres i sivil regi, og fra nyåret 1948 fikk Randers ansvaret for oppbyggingen av Institutt for atomenergi (IFA; fra 1980: Institutt for energiteknikk, IFE).
Forsøksreaktoren JEEP (fork. for Joint Establishment Experimental Pile), utviklet av Dahl i nært samarbeid med Randers, benyttet norsk tungtvann og nederlandsk uran. Den offisielle åpningen fant sted 28. november 1951. Bare USA, Storbritannia, Sovjetunionen, Frankrike og Canada var tidligere ute med å skaffe seg en kjernefysisk forsøksreaktor.
De neste 15 årene ledet Randers en rekke krevende utviklingsprosjekter på atomenergiområdet, med Halden-reaktoren (1958), nullenergireaktoren NORA (1961) og forsøksreaktoren JEEP-2 (1966) som de viktigste. I tillegg gikk han i bresjen for store utredningsoppgaver med sikte på bygging av atomdrevne skip og sivile kjernekraftverk. Selv om disse prosjektene av miljøpolitiske og finansielle årsaker aldri ble realisert, bidrog de til at det på viktige felter ble bygd opp en teknologisk spisskompetanse som senere fant praktisk anvendelse i prosessindustrien, petroleumsindustrien og på el-kraft-sektoren.
Randers var IFAs direktør og udiskutable lederskikkelse frem til 1968, da han ble innvilget to års permisjon for å kunne tiltre som assisterende generalsekretær for vitenskapelige spørsmål i NATO. Ved permisjonstidens utløp valgte han å si opp direktørstillingen ved IFA for å fullføre sitt engasjement ved NATO-hovedkvarteret i Brussel.
Etter hjemkomsten til Norge 1973 skrev han den selvbiografiske erindringsboken Lysår, før han avsluttet yrkeskarrieren som rådgiver for konsulentfirmaet Bechtel International og som administrerende direktør i Scandpower 1975–80.
Randers var ikke bare en fremragende forsker og institusjonsbygger, han var også en ambisiøs og innflytelsesrik operatør i skjæringsfeltet mellom forskning og politikk. I årene som IFA-direktør innehadde han en rekke tunge internasjonale verv på atomenergiområdet, bl.a. som personlig rådgiver i atompolitiske spørsmål for FNs generalsekretær Dag Hammarskjöld og som formann i European Atomic Energy Society. I Norge var han formann i Statens Atomenergiråd, medlem av Statens Energiråd, og formann i Norsk Utviklingshjelp.
Foruten en rekke artikler i norske og utenlandske fagtidsskrifter og den nevnte selvbiografien utgav Randers debattbøkene Atomkraften (1946) og Atomer og sunn fornuft (1950). Han var medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi fra 1946, ble utnevnt til kommandør av St. Olavs Orden 1955 og var innehaver av flere utenlandske ordener og æresbevisninger. 2001 opprettet Institutt for energiteknikk en forskningspris som bærer Gunnar Randers' navn.