1942年，苏联驻外情报部门从英国和美国收集了大量关于铀问题的文件。这些情报材料以详细的学术报告、复杂的数学计算和学术专业副本的形式发送回莫斯科。由于没有人能理解，这些材料已经在苏联内务人民委员会的保险箱里隐藏了一年多，没有人读过。
根据现有的文件和回忆录，斯大林于1942年5月至6月收到了原子弹问题的简要报告。斯大林决定说：“我们应该这样做。”
1942年秋天，一些物理学家被召到莫斯科参加咨询会议。他们接受的任务是起草一份关于恢复对原子弹的研究以及为军事目的使用原子弹必须开展的具体工作的报告。一些年轻的原子弹专家在秋天被召到莫斯科，包括弗廖罗夫、库尔恰托夫、基科因、阿里汗诺夫和哈里顿。
1943年3月10日，斯大林签署了苏联国防委员会关于任命库尔恰托夫为苏联原子利用委员会学术领导人的决定。库尔恰托夫需要对237份学术信息进行评估，主要与铀石墨反应堆的结构以及不仅使用铀而且制造原子弹的可能性有关。库尔恰托夫不仅进行了评估和分析，还列出了“希望从国外获得的信息数据”清单，并要求根据该清单“向信息部门发出任务指示”。1943年4月12日，根据苏联科学院的决定，库尔恰托夫被任命为新成立的秘密原子能科学研究所所长。出于保密原因，他给研究所取了一个代号叫“2号实验室”。
虽然苏联情报部门继续向苏联物理学家提供大量的情报信息，但苏联在这方面的工作并没有改善，原因很简单——苏联没有铀。
盟军登陆欧洲后，2号实验室成立的“缴获”铀队比美国成立的特别行动队晚。但在柏林，他们找到了德国里尔教授。他是德国生产纯金属铀的主要专家。他自愿帮助他的苏联同事。里尔把苏联科学家带到奥拉宁堡，德国生产反应堆纯铀的主要工厂就在这里。
他们在德国的另一个城市成功地找到了铀原料和铀氧化物仓库，发现了大约100吨铀氧化物，然后在德国的另一个小城镇发现了12吨铀。1945年7月，里尔和几名来到莫斯科的德国工程师开始将莫斯科诺金斯克的“电炉钢”工厂改造成铀工厂。1945年底，铀氧化物已被提炼成纯金属铀。1946年1月，第一批铸造的金属铀进入库尔恰托夫2号实验室，用于装配铀石墨试验反应堆。
1945年7月16日，美国第一颗原子弹在新墨西哥州沙漠成功试爆，即波茨坦会议开幕当天。7月24日，杜鲁门在波茨坦会议结束后假装粗心地告诉斯大林，美国开发了一种致命的武器，但他从未提到过“原子弹”这个词。出乎他的意料，斯大林似乎对杜鲁门的消息不感兴趣，丘吉尔私下对杜鲁门说：苏联领导人“不理解”这个消息的“意义”。事实上，早在三天前，斯大林就通过苏联情报部门获悉了美国原子弹试爆成功的消息。
1945年8月20日，斯大林签署了国防委员会第9887号决议。国防委员会成立了一个新的“特别委员会”，全面领导原子的利用，然后成立了苏联人民委员会第一总局的执行机构。大量的科研、设计、规划、建筑、工业企业和机构从其他部委转移到第一总局。库尔恰托夫领导的原子能研究中心也从科学院转移到第一总局领导。外部情报部门的科技局也服从第一总局的调度。
直到1947年，第一批苏联制造的铀才从塔吉克苏维埃社会主义共和国列宁纳巴德化学原料开采加工公司运来。在原子能劳动改革营系统中，人们只知道该公司被称为“665工程建设公司”。铀开采地点一直保密到1990年，甚至在矿区工作的工人也不知道铀的任何情况。
乌拉尔地区车里雅宾斯克向北100公里的克什特姆市附近开始建设第一个工业反应堆和放射化工厂“灯塔”。反应堆工程由化学机械制造研究院院长多列扎利负责；库尔恰托夫亲自负责向反应堆填充铀；整个中心，后来著名的“原子城”车雅宾斯克-40的建设，由第一总局局长万尼科夫负责，建设规模非常大。
1947年，又有三个“原子城”破土动工:两个在斯维尔德洛夫斯克州，两个“原子城”负责铀同位素的工业分解；一个在高尔基州，这个“原子城”负责制造铀弹和铀弹。负责这些项目的科学家现在都是世界著名的科学家，当时他们的名字是保密的。
反应堆直到1948年夏天才开始工作。苏联收集的铀，包括含有杂质的有缺陷的铀，最初被淘汰和清除，都被填充到反应堆中，这导致一些铀“膨胀”，导致事故的发生，反应堆最终停止工作。负责维修的工作人员经常遭受过度辐射。“灯塔”放射性化学工厂开始从“燃烧”铀块中分解铀。由于放射性化学家在短衰期内没有完全衰变铀分裂物，因此受到过度辐射。古西科娃教授，1947-1953年曾在车里雅宾斯克-40“原子城”工作过。不久前，她提供了一份材料证实，当时“年轻女孩基本上都在分解实验室工作，这些女孩每天都沉浸在极大的危险之中，她们中有120例注册放射病，这被称为“∞肺硬化”。当时，“灯塔”放射化工厂的废物流入一条名为“捷恰”的河流，导致大量当地农民患有辐射疾病。
1949年6月，苏联只积累了10公斤。1949年8月29日，苏联第一颗原子弹终于成功爆炸。根据苏维埃从未公开过的最高命令，大量参与苏联原子弹制造的人获得了苏联政府的奖励。获得社会主义劳动英雄称号和金星奖章的科学家是库尔查托夫、弗廖罗夫、哈里顿、小尔金和多列扎利。
1950年，苏联原子能规划的发展进入了一个新的、更复杂的阶段——建立原子弹武器库，开发氢弹。临近1952年，苏联建成了5个更大的工业反应堆，在14个矿产地开采铀矿，斯维尔德洛夫斯克分解铀同位素工厂专门生产铀弹铀-235。苏联开始建造第一艘配备原子能发动机的潜艇，并建造第一个原子能发电站“442工程”。1953年8月12日，苏联成功地进行了第一次氢弹试验，其中固态锂-6是热核燃料。正是原子弹和氢弹的力量保证了苏联超级大国的地位，现在部分地位已经被俄罗斯继承。
苏联原子弹制造内幕：从德国人那里获得机密情报