1937年，也就是阿道夫·希特勒掌權後的第5個年頭，德國兩位享有世界聲譽的物理學家領導的科研小組在原子能領域所取得的成就被公認為處於世界領先地位，這兩位物理學家就是奧托·海恩(Otto Hahn)和弗萊茨斯垂斯曼(Fritz Strassmar)。一年後，他們倆利用中子轟擊的辦法成功地分裂了原子，他們稱之為裂變。他們並不知道，自己已經踏上了製造迄今為止人類歷史上最厲害的武器的道路。

儘管希特勒早已經打算在1939年發動戰爭，但他並不知道原子能作為最終武器的意義。因此，兩位科學家的結果得以公開發表，並傳遍了全世界的科學領域。

在美國，阿爾伯特·愛因斯坦一直擔心希特勒會製造出原子彈，因此，他于1939年8月2日寫信給美國總統羅斯福，闡述了製造原子彈的意義，並且勸告美國政府，儘快進行該方面的研究以趕超納粹德國。愛因斯坦是1933年被迫離開德國的，當時，納粹沒收了他的財產，並剝奪了他在著名的凱瑟威廉研究所擔任的職務。

警覺的羅斯福馬上下令成立了鈾計劃行動組，專門研究原子能用於武器的可能性。1940年的早些時候，美國科學家收到了政府劃撥的第一筆經費。

在這期間，強大的德國已經在6周內消滅了他的鄰國波蘭。就在這次進攻之後，納粹的高級人物開始意識到了原子能的軍事用途。他們下令禁止製造原子彈的重要原料鈾礦石出口，並且，他們開始打算從比利時屬的剛果進口這種東西，剛果是全世界最主要的鈾產地。

1940年中期，儘管原子彈的研究還處於非常初級的階段，但德國領導人對原子彈這種最終武器越來越感興趣。德國佔領挪威後，接管了挪威位於沃馬克的水電公司的電解水廠，這個工廠是歐洲惟一能夠生產氧化氘也就是重水的工廠，重水是原子彈的重要成分。

大多數德國的原子能科學家大都在柏林的凱瑟威廉研究所或在萊比錫的實驗室工作，萊比錫有德國第一座原子反應裝置，它是1942年建成的。儘管這個裝置很原始，只用來做實驗，但它能造出能用於核裂變的設備。希特勒這時候已經命令他們立即生產這種“炸彈”。

1942年6月，德國的核計劃遭受到了巨大打擊：萊比錫的原子反應裝置發生了爆炸。但是，阿道夫·希特勒明顯地感覺出，他的科學家已經到突破的邊緣。這一年的下半年，當陸軍元帥隆美爾從非洲匆忙趕回柏林，要求希特勒給他的軍隊以更多的武器、彈藥以及兵源，以便從美英兩國聯軍的包圍中解救他的“非洲雄師”的時候，希特勒發表了驚人的言論。他暗示德國將會有一種秘密武器，“它能將一個人從他的馬上炸飛到兩英里以外的地方。”隆美爾對此困惑不解，但他並沒有刨根問底，他以為這只是希特勒週期性妄想症的一個表現。