Prace nad skonstruowaniem bomby, w której na skutek procesu roz­szczepiania jąder uranu powstają ogromne ilości energii, rozpoczęły się w 1939 r. w Stanach Zjedno­czonych. Decyzję podjął prezydent Franklin D. Roosevelt 12 paździer­nika po zapoznaniu się z listem zre­dagowanym przez Leo Szilarda i podpisanym przez Alberta Ein­steina, ostrzegającym przed niebez­pieczeństwem skonstruowania bom­by atomowej przez naukowców nie­mieckich. Mimo zainteresowania prezydenta brak funduszów hamo­wał przez wiele miesięcy rozwój ba­dań nuklearnych. Sytuacja zmieniła się po spotkaniu prezydenta Roose-velta i premiera Wielkiej Brytanii Winstona Churchilla w Waszyngto­nie w czerwcu 1942 r., gdy zapadła decyzja o wspólnym prowadzeniu badań nuklearnych przez naukow­ców amerykańskich i brytyjskich.

Naczelne kierownictwo projektu po­wierzono komisji wojskowej,w skład której weszli trzej wojsko­wi (gen. Steyer, adm. Purnell i gen.Groves) oraz dwaj naukowcy(dr Vannevar Bush i dr JamesConant). 13 sierpnia 1942 r. pracenad skonstruowaniem bomby ato­mowej określano kryptonimami„DSM-Projekt" (Development ofSubstitute Materials - produkcjamateriałów zastępczych) lub„Manhattan-Project", a szefem woj­skowym projektu został 17 września1942 r. gen Leslie Richard Groves.Główne prace naukowe koncentro­wały się w Los Alamos, gdzie odlistopada 1942 r. do marca 1943 rwybudowano ośrodek badawczyW lipcu 1943 r. dyrektorem labora­toriów w Los Alamos został Robert *Oppenheimer.

Nad skonstruowa­niem bomby pracowali najwybit­niejsi uczeni różnych narodowości, którzy przed wojną lub po 1939 r. imigrowali do Stanów Zjednoczo­nych (m.in. Enrico Fermi - w gru­dniu 1942 r. uruchomił pierwszy re­aktor atomowy, Niels Bohr, Edward Teller, Edward U. Condon, Ryszard Feynman, Leo Szilard, Hans Bethe). Próbna eksplozja ładunku nuklear­nego została przeprowadzona 15 lipca 1945 r. o godz 5.30 nad  ranem na pustyni w pobliżu miasteczka Alamogordo.Siła wybuchu była równa 17 000   TNT (trotylu)  czego nie przewidywali twórcy bomby (gen. Groves uważał, że siła eksplozji nie przekroczy 500 ton TNT). Już 3 kwietnia 1945 r. prezydent Harry *Truman wydał rozkaz wykonania po 3 sierpnia tego roku ataku atomo­wego na Japonię. Pierwsza bomba atomowa (nazwana „Little boy") ważyła 5 t, miała 4,20 m długości i 1, 5 m średnicy.

Ładunek uranu 235 ważył 38 kg i był podzielony na kil­ka części, z których każda miała tzw. masę podkrytyczną, a więc nie mogła eksplodować. Zespolenie wszystkich części następowało w ułamku sekundy na skutek eks­plozj i ładunku chemicznego; uran osiągał masę krytyczną i rozpoczy­nała się reakcja łańcuchowa wyzwa­lająca ogromne ilości energii (roz­szczepienie 1 g uranu daje energię równą spaleniu ok. 2,5 tys. t węgla). 26 lipca 1945 r. ciężki krążownik *Indianapolis dostarczył ładunek nuklearny do bazy lotniczej na wy­spie Tinian, gdzie do 1 sierpnia zmontowano pierwszą bombę. Osiem dni później bombowiec *B-29 o nazwie „*Enola Gay" zrzucił na *Hiroszimę pierwszą bombę atomową.

Druga bomba ato­mowa (z ładunkiem plutonu 239) nazwana „Fat man" została zrzuco­na 9 sierpnia 1945 r. na *Nagasaki. Nuklearne bombardowanie przesą­dziło o kapitulacji Japonii, której władze były przekonane, że Amery­kanie dysponują dużą liczbą bomb atomowych i są w stanie zniszczyć wiele innych miast. Prace nad skonstruowaniem bomby atomowej prowadzili również nau­kowcy niemieccy (m.in. Otto Hahn, Carl-Friedrich von Weizsacker, Werner Heisenberg, Paul Harteck, Max von Laue), którzy przed wojną mieli poważne osiągnięcia w bada­niach nad rozszczepieniem jądra uranu (Otto Hahn dokonał w 1938 r. rozbicia jądra atomowe­go). Brak zainteresowania i pomo­cy ze strony władz państwowych był jednym z głównych czynników hamujących tempo prac nad stwo­rzeniem bomby.

Ostateczny cios niemieckim próbom zadali alianci, niszcząc norweskie zakłady produ­kujące ciężką wodę, niezbędną jako moderator w esperymentach nukle­arnych: 28 lutego 1943 r. dziewięciu komandosów z Kierownictwa Ope­racji Specjalnych (*SOE) wysadziło urządzenia produkujące ciężką wodę w zakładach Norsk Hydro w Wiemork (Vemork) w Norwegii, 16 listopada 1943 r. zakłady zostały zbombardowane przez amerykań­skie samoloty, a 20 lutego 1944 r. członkowie norweskiego ruchu opo­ru zatopili na jeziorze Tinnsjó prom,na pokładzie którego Niemcy wywozili zapas ciężkiej wody. Braktego materiału przekreślił szansą na stworzenie bomby atomowejw Niemczech.