En 1942 se puso en marcha un proyecto secreto dirigido por el general Leslie R. Groves, en el cual debían participar los más destacados científicos. El proyecto manhattan que desarrolló la bomba atómica durante tres años se realizó en la base de Alamogordo (Nuevo México EE.UU.) El grupo de científicos que llevó a cabo las pruebas estuvo dirigido por J. Robert Oppenheimer. La bomba atómica se probó por primera vez en el desierto de Nuevo México (16 de Julio de 1945).
En el proyecto Manhattan se puso a trabajar un ejército de científicos, de técnicos, de militares; directa o indirectamente, más de cien mil personas, una gran mayoría ignorando la finalidad real de su trabajo, participaron en la grandiosa empresa. Cientos de millones de dólares se invirtieron en un esfuerzo tecnológico.
El trabajo pudo ser comenzado con rapidez, gracias a que el científico belga Saenger había dado instrucciones en 1940 para que del Congo Belga —principal poseedor de minas de uranio— fuera enviada secretamente a Nueva York una gran cantidad de mineral rico en uranio. Alrededor de 1.140 toneladas de mineral fueron embarcadas en el puerto de Lobito en dos mil cilindros de acero. La materia prima estaba disponible.
los científicos debían descubrir, en el mayor aislamiento y lejos de cualquier centro habitado, cuál era el método idóneo para dejar el uranio en condiciones de producir la reacción en cadena;
un grandioso laboratorio instalado en la Universidad de Columbia, dirigido por el físico Urey; otro laboratorio en la Universidad de California dirigido por el profesor Lawrence; y en Oak Ridge, en una zona desértica del Estado de Tennessee, se construyó una enorme planta industrial apta para desarrollar en gran escala el método que superara las pruebas de laboratorio.
En Chicago, Fermi y Szilard trabajaban en la construcción de la primera pila atómica, mientras en Hanford, en el Estado de Washington, se disponían las instalaciones necesarias para producir plutonio, otro metal apto para la desintegración aunque fuera por un método distinto (implosión).
El 7 de noviembre de 1942, Fermi llevó a cabo el experimento decisivo que puso de relieve la viabilidad de la esperada reacción en cadena. Desde aquel momento, el staff que coordinaba los trabajos estimó en un año el plazo necesario para tener lista la primera bomba atómica. Pero, pese al empeño puesto y a los colosales medios de que se disponía, se entró en el año 1944 con los trabajos muy avanzados y con el proceso de obtención completamente resuelto. La bomba, sin embargo, aún no estaba lista.
En julio de 1945, todo estaba a punto para la primera prueba. Se había previsto como escenario el polígono de tiro de Alamogordo, una extensa faja desértica a 320 kilómetros de Los Alamos. Allí fue transportada la primera carga nuclear, recubierta mediante un envoltorio metálico que le daba la apariencia de una bomba convencional. La bomba fue colocada en una torre, adosándosele después las cargas explosivas necesarias para su estallido. En un punto de observación, a cubierto, se situaron los físicos que más destacado papel habían tenido en el complicado proceso: Oppenheimer, Fermi, Chadwick, Lawrence, Frisch, Bethe...
Poco después de las cinco de la mañana del día 16 de julio, se inició la cuenta atrás: cinco, cuatro, tres, dos, uno, cero... Y se produjo la explosión. Una luz blanca, deslumbrante, iluminó el desierto, las montañas en la lejanía... Oppenheimer en aquel histórico y temible momento, recordó unos fragmentos del Mahabarata que decían: «Si la luz de mil soles estallase en el cielo al mismo tiempo, sería como este glorioso resplandor...»Se acababa de entrar en la era atómica.
La explicación que los EE. UU. dieron sobre la utilización de la bomba era que había sido lanzada para evitar más muertes en la conquista convencional del
territorio nipón. Los historiadores opinan que el miedo al avance del Ejército Rojo soviético hacia Oriente, una vez liquidado el frente europeo, y las concesiones que pediría Rusia en ese caso, hicieron que Norteamérica quisiera acabar la guerra cuanto antes, por cualquier medio. Oppenheimer, director del equipo científico que construyó las bombas, y padre teórico también de las posteriores bombas de hidrógeno (bombas H, aún más potentes) se convirtió posteriormente en un fervoroso pacifista y como tal fue acusado de «comunista» en la época de «la caza de brujas» y «la guerra fría».
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