Огромное значение имело открытие Лауэ и для учения об атоме. Оно возвестило, по словам Планка, "совершенно новую эру атомистики". Оно дало ключ к качественному и количественному исследованию атомной структуры материи. С его помощью стало возможным заглянуть в строение электронной оболочки атома и физическими методами определить порядковый номер элемента в периодической системе. Методы Лауэ позволили также найти новые химические вещества.

Исследования Эйнштейном броуновского движения и результаты работ французских и английских физиков-экспериментаторов окончательно подтвердили атомистические воззрения с точки зрения молекулярной физики. При помощи интерференционного метода Лауэ было оптически достоверно показано расположение атомов в кристаллических решетках, хотя для расшифровки изящных фотографических диаграмм оказалось необходимым прибегнуть к достаточно сложной математической теории. Но в соединении с созданной почти одновременно камерой Вильсона, которая делала непосредственно видимыми траектории отдельных движущихся атомов и атомных частиц, открытие Лауэ устранило последние сомнения относительно существования атомов.

"Атомы стали видимыми!" - писал в 1913 году Вильгельм Оствальд, который всего несколько лет назад принадлежал к самым ярым противникам атомизма. Эта запись сделана на полях работы, где он выступает как раз против таких вещей, "которые находятся ниже границы видимого, в том числе и вооруженным глазом". Теперь вопрос, который Эрнст Мах задавал каждому, кто в его время говорил об атоме: "А вы его видели?" - не мог привести в замешательство ни одного сторонника атомистики.

Как неоднократно подчеркивал Лауэ, без уверенности в существовании атомов он никогда бы де пришел к мысли начать свои опыты с просвечиванием. Вера в реальность атомов, тесно связанная с материалистической традицией, способствовала, таким образом, открытию новой истины. Решающая битва за атомизм была выиграна. Столетия, необходимые, по мнению Людвига Больцмана, для победы учения об атоме, превратились в несколько лет.

Об ученых, которые, несмотря ни на что, все еще пытались считать теорию атома лишь рабочей гипотезой, Лауэ писал в 1914 году в своем докладе: "Следовало бы спросить этих скептиков, считают ли они существующими солнце и звезды на небе, или же и утверждение астрономии о том, что в этом случае речь идет об огромных невообразимо далеко находящихся от нас телах, они тоже признают рабочей гипотезой. Мне кажется, что для доказательства существования атомов мы имеем по крайней мере такие же надежные основания, как и для доказательства существования звезд".

Открытие интерференции рентгеновских лучей имело значение, далеко выходящее за пределы областей физики и философии. Оно сделало возможным развитие новых отраслей науки, и прежде всего образование новых исследовательских направлений в минералогии и кристаллографии. Метод рентгенографического структурного анализа, основанный Лауэ и его сотрудниками, разом расширил средства исследования минералов, которые до этого ограничивались преимущественно лупой и поляризационным микроскопом.

Рентгеновская спектроскопия развивалась теперь как отрасль оптической спектроскопии. Исследование тонкой структуры твердых тел, металлов и их сплавов, методы дефектоскопии, создание искусственных веществ покоятся большей частью на открытии Лауэ, последствия этого открытия в технике и промышленности необозримы. Лауэ буквально проснулся всемирно знаменитым. Еще в год открытия (1912) мюнхенский приват-доцент был приглашен в Цюрихский университет в качестве профессора теоретической физики. Там он занял место, бывшее первой профессурой Эйнштейна, который теперь - после своего возвращения из Праги в Цюрих - работал в Высшей технической школе. В эти годы упрочилась дружба обоих ровесников, зародившаяся еще тогда, когда Эйнштейн жил в Берне, а Лауэ - в Берлине.

Вскоре после опубликования теории относительности Лауэ, тогда еще ассистент Планка, поехал в Швейцарию для того, чтобы обсудить с Эйнштейном некоторые вопросы новой теории. Об этой первой встрече позднее он писал: "Согласно письменной договоренности, я зашел к нему в Патентное бюро. В приемной служащий сказал мне, чтобы я вернулся в коридор: Эйнштейна я встречу там. Я сделал, как он сказал, но тот молодой человек, который шел мне навстречу, произвел на меня столь неожиданное впечатление, что я не поверил в его способность быть создателем теории относительности. Я пропустил его мимо и только тогда, когда он вновь вышел из приемной, мы познакомились. Подробностей нашей беседы я не помню. Но мне помнится, что сигара, которую он мне предложил, так мало мне понравилась, что я как бы нечаянно уронил ее в реку, когда мы проходили по мосту через Аар".

Раннее знакомство с вопросами специальной теории относительности позволило Лауэ в сравнительно короткое время написать первое монографическое изложение нового учения. Оно было опубликовано в 1911 году под названием "Принцип относительности". За годы пребывания в Цюрихе он познакомился с основами общей теории относительности и теории гравитации. Своеобразие хода мыслей ее творца доставило ему, как и многим другим физикам, немало трудностей.

"Я должен признать, - писал он 30 октября 1959 года, - что во время становления общей теории относительности я часто беседовал с Эйнштейном, но его монологов, собственно, никогда не понимал. Только потом, когда все было ясно, я мог с благоговейным удивлением постепенно постигать ту истину, которая открылась ему". Как заметил Лауэ в другом месте, в общей теории относительности "он окончательно разобрался" только около 1950 года.

За открытие интерференции рентгеновских лучей ученый был удостоен в 1914 году Нобелевской премии по физике. После Вильгельма Рентгена, Филиппа Ленарда, Фердинанда Брауна и Вилли Вина Макс фон Лауэ был пятым немецким физиком среди награжденных этой премией.

Чувство справедливости не позволило ему претендовать на всю полагающуюся при награждении Нобелевской премией денежную сумму. Треть ее он публично уступил своим помощникам по экспериментам. О совместной работе при открытии интерференции рентгеновских лучей Фридрих писал спустя полвека: "Годы сотрудничества с Максом фон Лауэ, благодаря его гармоническому и глубоко коллегиальному характеру, всегда будут для меня самыми лучшими воспоминаниями в моей жизни".

Вальтер Фридрих, который осенью 1913 года на собрании естествоиспытателей в Вене сообщил об открытии интерференции рентгеновских лучей и о завершающих работах, вскоре после этого полностью переключился на применение рентгеновских лучей в биологии и медицине. С 1914 года он руководил во Фрейбурге в Брейсгау физической лабораторией в университетской гинекологической клинике и разрабатывал там основы рентгенотерапии. В 1917 году он получил право преподавания общей физики. Четыре года спустя он был назначен профессором.