1905年，爱因斯坦提出了著名的质能方程：E=mc²，E表示能量，m代表质量，而c则表示光速。
由于光速无限大，质量极低的量子所孕藏的能量也是无限的，如果能加以控制，弹出一个粒子就可以毁灭一座城池。
1938年，哈恩和F.斯特拉斯曼一起发现了核裂变现象，揭示了利用核能的可能性。
核裂变是指原子核分裂的过程，一些质量比较大的原子核如铀、钍、钚等才能发生核裂变，裂变不断进行形成链式反应，裂变过程中会释放出巨大的能量，即原子能。
此时，原子弹理论在全世界已经不是什么秘密，所有人都知道原子核中蕴藏着巨大的能量，并且可以通过裂变释放出来。
1937年2月，希特勒开始推动铀计划，量子力学开创者之一海森堡成了这个项目的负责人。鉴于德国纳粹在欧洲的罪行，大部分欧洲包括德国的科学家都逃亡了美国，为美国的核研发打下了基础。这个世界的竞争归根到底是人才的竞争，顶级人才的竞争。
日本空袭珍珠港后，美国由中立国变为参战国，再也不能隔岸观火。此时爱因斯坦给罗斯福写了封信，信中强调了研发核弹的重要性，其他科学家也呼吁尽快实施核弹的研发工作，罗斯福随即下定决心研发核弹，并且一定要在德国之前研发出来。
1941年12月6日，美国正式制定了代号为曼哈顿的绝密计划，罗斯福赋予这一计划高于一切行动的特别优先级。此时美国的工厂已经全部转为战用，没有一家企业有足够的人力、财力能独立实施这个项目，只有把优先级提到最高，这个计划才具有切实的可行性。
爱因斯坦并没有参与曼哈顿计划，此时爱因斯坦已经62岁，身体已经无法支撑他再从事如此辛苦的研发工作。而且，爱因斯坦理论输出的黄金年代已经过去了近30年，在理论上已经不太可能逆天输出了。并且，核弹项目的理论已经很完善了，理论物理学家的工作已经完成了，后期需要的是工程技术专家让理论落地。
曼哈顿计划由犹太物理学家奥本海默负责，凭借对核弹深刻的理解和洞察力，以及自身的才能和智慧，奥本海默在原子弹研发过程中做出了突出贡献，日后被称为原子弹之父。
曼哈顿计划的保密级别为绝密，参与相关工作的15万人中，只有12个人知道全盘计划，绝大部分人都不知道自己在从事原子弹研发工作。
由于工作中涉及大量枯燥的计算，而且很多都需要通过手工计算来完成，很多人都不知道自己到底在算什么，工作的积极性和认真程度都比较低。当一个聪明人发现是在研发原子弹之后，所有人的积极性都被调动起来，主动加班到深夜，并深以为豪。经过所有人的同心同力，原子弹的很多技术和工程难题得到解决。
历时三年，美国于1945年7月16日成功地进行了世界上第一次核爆炸，这颗原子弹的名子叫瘦子。并按计划制造出两颗实用的原子弹，也就是我们熟知的小男孩和胖子。首批三颗原子弹是以外形来命名的，体积尚未缩小至可以安装到导弹上，只能使用飞机投放。
直到二战结束，提前三年实施的德国核弹也没有被研发出来，其负责人海森堡作为战犯被关押到了英国。后来被释放回国，他在公开场合说到：他认为原子弹会引发巨大的道德争论，出于对德国的热爱，但不是纳粹的热爱，因此他们选择了消极怠工，并夸大制造原子弹的难度，使计划一拖再拖，因此德国没能够制造出原子弹。
海森堡的言论已经无法证实，但原子弹的技术并非难于登天，只要有足够的资金和科学家，研发出原子弹并不需要太长的时间，与氢弹不同。如果海森堡吹了牛，他没研发出核弹的原因很可能是缺乏资金。