Физический класс делится на две подгруппы: олимпиадную и профильную.
Обучение построено по университетскому принципу: вместо традиционных уроков проводятся лекции по авторским программам и семинары. На лекциях теория излагается углублённо, на семинарах разбираются задачи разного уровня — от базовых до олимпиадных. На основной блок лекций и семинаров отводится 6 часов в неделю.
Программа, по которой изучается физика в олимпиадной группе, отличается от традиционной программы СУНЦ. В первой половине первого семестра рассматриваются сложные разделы механики, во второй — начинается изучение молекулярной физики и термодинамики. К середине второго семестра программа олимпиадной группы (по времени прохождения тем) полностью соответствует программе, лежащей в основе заданий финала ВсОШ, при этом ряд тем добавляется, а некоторые другие изучаются существенно глубже, чем это принято в «олфизе».
Один раз в неделю учащиеся олимпиадной группы посещают трёхчасовой олимпиадный практикум по физике, тогда как учащиеся профильной группы занимаются общим физическим практикумом (1 час в неделю). На олимпиадном практикуме школьники решают экспериментальные задачи в формате, близком к экспериментальным турам олимпиад, а не выполняют стандартные лабораторные работы по описанию.
Для олимпиадной группы предусмотрена насыщенная дополнительная программа: обязательные спецкурсы, включающие регулярные тренировочные олимпиады, а также модули по освоению продвинутого математического аппарата (дифференцирование, интегрирование, элементы линейной алгебры и геометрии кривых). Учащиеся профильной группы также могут участвовать в этих занятиях, однако для них они не являются обязательными.
Главная задача преподавателей физического класса — обеспечить глубокое и системное освоение предмета, а не узконаправленную подготовку к олимпиадам или ЕГЭ. Вместе с тем интересы школьников в области олимпиад учитываются и последовательно поддерживаются. Ключевое различие между группами заключается в уровне проработки отдельных тем программы. Условно это можно сформулировать так: олимпиадная группа ориентируется на задачи уровня финалов ВсОШ и МОШ, тогда как профильная — на задачи перечневых олимпиад, дающих льготы при поступлении в ведущие физические вузы.
С физическим классом (по состоянию на 2026 г.) работают преподаватели с большим олимпиадным и педагогическим опытом: Д. А. Булатов, А. И. Бычков, А. С. Иванов, П. А. Крюков, а также студенты — выпускники СУНЦ (победители и призёры заключительных этапов олимпиад первого уровня и финала ВсОШ): Е. Кузнецов, Е. Пономарёв, Д. Остапович, Ф. Чулёв.
А. И. Бычков и П. А. Крюков — авторы статей в журнале «Квант», задачника «Цепи постоянного тока», а также задач для олимпиад различного уровня (вплоть до EuPhO), активные члены методической комиссии Московской олимпиады школьников по физике. А. И. Бычков также является автором дистанционных курсов образовательного центра «Сириус». А. С. Иванов — начальник отделения дополнительного образования физического факультета МГУ и один из ключевых участников проекта «Открытый Физфак».
А. И. Бычков, А. С. Иванов и П. А. Крюков — дипломанты конкурса учителей «Лига лучших», лауреаты гранта Правительства Москвы в сфере образования.
Список кандидатов в олимпиадную группу формируется на основании пожеланий учащихся, их результатов на олимпиадах ВсОШ и МОШ, а также результатов Колмогоровской летней школы. В начале учебного года для желающих обучаться в олимпиадной группе проводится тестирование, по итогам которого принимается окончательное решение о составе олимпиадной и профильной групп. В дальнейшем возможны переходы между группами в зависимости от успехов учащихся.
Заявку на участие в отборе в олимпиадную группу нового набора 10-х классов СУНЦ МГУ (из числа поступивших в СУНЦ) можно подать через личный кабинет. Анкета доступна без авторизации, однако при заполнении после регистрации и входа в систему её можно будет редактировать, не заполняя заново.