Si bien las investigaciones sobre la energía nuclear y la reacción en cadena habían comenzado en 1905 en varias universidades y centros de Estados Unidos, el principio de fisión atómica fue descubierta por el científico de origen alemán Otto Hahn mucho más tarde, en 1938. A partir de este punto se inició una carrera por desarrollar un reactor que pudiese aprovechar este principio para fines industriales.
El Proyecto Manhattan estaba originalmente encaminado a conseguir este fin y no contaba con gran apoyo por parte del gobierno norteamericano, pero los avances de los alemanes en el Proyecto Uranio y el desarrollo de la Segunda Guerra Mundial llevaron a Albert Einstein a escribir una carta al entonces presidente Franklin Delano Roosevelt, instándole a dar mayor apoyo al grupo de científicos del proyecto y a desarrollar la Bomba Atómica antes de que lo hagan los alemanes.
El ataque a Pearl Harbor en 1941 fue el empuje que Roosevelt necesitaba para poner a Arthur H. Compton al frente del llamado Proyecto S-1, además de incorporar a un grupo de ingenieros militares para el futuro desarrollo de armas, pero Compton fue rápidamente destituido por el Coronel Leslie Groves. El primer paso de Groves fue reorganizar al equipo del proyecto y encargar que se le llevasen 1250 toneladas de Uranio que permanecían almacenadas en Staten Island, y acto seguido encargó la construcción de una planta de producción de material fisible.
Durante el mes de Octubre de 1942 Julius Oppenheimer fue puesto al cargo de un grupo de científicos e investigadores procedentes de Europa (entre exiliados, huidos o bien que cambiaron de bando), quienes se dedicaron de lleno al desarrollo y fabricación de la primera bomba nuclear en Los Álamos (Nuevo México). Es allí y durante ese mismo año que Enrico Fermi contruye el «Chicago Pile», el primer reactor atómico.
Un año más tarde se amplían las instalaciones del Proyecto Manhattan mediante la compra de Hanford Engineer Works (Oak Ridge), que pasaría a ser uno de sus principales laboratorios y el lugar donde se refinaban los materiales nucleares (uranio y plutonio), mientras que el laboratorio de Los Álamos quedaba para el diseño y desarrollo de armas.
En 1944 la integridad del proyecto se vio seriamente amenazada por los continuos contratiempos y cambios, además de algún que otro problema de fugas de radiactividad en la central de Oak Ridge, mientras tanto los supervisores comenzaban a preocuparse al no ver todavía un posible diseño de la bomba. A finales de ese mismo año las cosas volvieron a marchar con la recuperación de la productividad en la planta de producción de uranio y plutonio, además de que comenzaban a aparecer los primeros diseños de la bomba.
Durante el mes de marzo de 1945 la primera bomba atómica fue terminada y bautizada como Trinity (Trinidad), y una larga lista de lugares fue propuesta en principio para probarla, siendo elegido finalmente el desierto de Los Álamos como el primer lugar en el que se detonaría una bomba atómica. Los dos siguientes serían las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki, con terroríficos resultados.
