到一九四一年十二月六日，美國正式制定了代號為「曼哈頓」的絕密計劃。羅斯福總統賦予這一計劃以「高於一切行動的特別優先權」。「曼哈頓」計劃規模大得驚人。由於當時還不知道分裂鈾235的3種方法哪種最好，只得用三種方法同時進行裂變工作。這項復雜的工程成了美國科學的熔爐，在「曼哈頓」工程管理區內，匯集了以奧本海默為首的一大批來自世界各國的科學家。科學家人數之多簡直難以想象，在某些部門，帶博士頭銜的人甚至比一般工作人員還要多，而且其中不乏諾貝爾獎得主。「曼哈頓」工程在頂峰時期曾經起用了五十…九萬人，總耗資高達二十五億美元。這是在此之前任何一次武器實驗所無法比擬的。

一九四二年初，美國科學家雖然對原子彈的機制、應該努力的方向，甚至費用和時間都有了大致的構想，但核研究的龐大工程已經超過了科學研究機構的能力。當時美國經濟已經轉向戰爭，沒有一家工業公司能在短期內完成有關生產設施的建設。美國核研究的負責人之一布什認為，只有軍隊以最高優先權，才能在戰爭結束前生產出核原料來。一九四二年三月九日，他在給羅斯福總統的報告中，強調了原子彈的光明前景，提出把全部的研制和生產管理移交給軍隊。六月十七日，布什給羅斯福准備了一份將核計劃全部交給軍隊領導執行的詳細報告。羅斯福立即批復了布什的報告。

在參謀長聯席會議成員馬歇爾的支持下，美國軍方同意按負責鈾研究的一個機構也就是s－1委員會的建議，開始建設四種分別采用不同方法的鈾同位素分離工廠和其他的研制、生產基地。軍隊把整個計劃取名為「代用材料發展實驗室」，指派美國軍事工程部的馬歇爾上校負責全部行動。

由於馬歇爾上校循規蹈矩，與科學顧問們又合不來，使研究計劃優先權的升級和氣體分離工廠地址的選擇拖延了兩個月。九月，政府戰時辦公室和軍隊高層領導決定，領導修建美國國防部大樓五角大樓的格羅夫斯上校接替馬歇爾上校。格羅夫斯在赴任之前，被提升為准將。

格羅夫斯在上任後不到四十八小時內就成功地把計劃的優先權升為最高級，並選定田納西州的橡樹嶺作為鈾同位素分離工廠基地。因為馬歇爾上校的總辦公室最初將設在紐約城，他們決定把新管區的名稱命名為「曼哈頓」。於是，「曼哈頓工程區」就這樣誕生了。美國整個核研究計劃不久後取名為「曼哈頓計劃」。

曼哈頓計劃的最終目標是趕在戰爭結束以前造出原子彈。雖然在這個計劃以前，s－1執行委員會就肯定了它的可行性，但要實現這一新的爆炸，還有大量的理論和工程技術問題需要解決。在勞倫斯、康普頓等人的推薦下，格羅夫斯請奧本海默負責這一工作。為了使原子彈研究計劃能夠順利完成，根據奧本海默的建議，軍事當局決定建立一個新的快中子反應和原子彈結構研究基地，這就是後來聞名於世的洛斯阿拉莫斯實驗室。奧本海默憑著他的才能與智慧，以及他對於原子彈的深刻洞察力，被任命為洛斯阿拉莫斯實驗室主任。正是由於這樣一個至關重要的任命，才使他在日後贏得了美國「原子彈之父」的稱號。

奧本海默開始時對困難估計不足，認為只要六名物理學家和一百多名工程技術人員就足夠了。但實驗室到一九四五年時，發展到擁有兩千多名文職研究人員和三千多名軍事人員，其中包括一千多名科學家。

鑒於大多數科學家都反對實驗室的軍事化，格羅夫斯同意加州大學成為洛斯阿拉莫斯名義上的管理單位和合同保證單位，基地的軍隊負責實驗室建設、後勤供應和安全保障。這就保證了實驗室內部的自由學術討論。奧本海默鼓勵科學家們大膽地討論原子彈的有關科學問題，提出即使看門人的意見，也會對原子彈的成功有一定的幫助。奧本海默注意傾聽任何人的意見，掌握著整個實驗進程。有些參與核研究的物理學家後來回憶說，他們自己甚至都不如奧本海默清楚自己工作的細節和進展。在很多問題上，都是由於奧本海默的決斷才取得突破，保證了原子彈研制時間表的執行。奧本海默在科學家、普通職工和政府官員中的威望越來越高。洛斯阿拉莫斯素有「諾貝爾獎獲得者集中營」之譽，人們稱奧本海默為這個集中營的「營長」。奧本海默沒有獲過諾貝爾獎，卻擁有如此高的個人威望，他的組織才能與人格魅力由此可見一斑。

在「曼哈頓工程區」工作的十五萬人當中，只有十二個人知道全盤的計劃。其實，全體人員中很少有人知道他們是在從事制造原子彈的工作。例如，洛斯阿拉莫斯計算中心長時期內進行復雜的計算，但大部分工作人員不了解這些工作的實際意義。由於他們不知道工作目的，所以也就不可能使他們對工作發生真正的興趣。後來，有一個年輕的說明了他們是在做什么樣的工作。此後，這里的工作達到了高潮，並且有許多工作人員自願留下來加班加點。經過全體人員的艱苦努力，原子彈的許多技術與工程問題得到解決。

一九四五年七月十五日凌晨五點三十分，世界上第一顆原子彈試驗成功。八月六日和八月九日，美國分別在日本的廣島和長崎投下了原子彈。隨著蘇聯軍隊出兵我國東北，日本天皇於十四日宣布無條件投降，第二次世界大戰結束了。

曼哈頓計劃不僅造出了原子彈，也留下了十四億美元的財產，包括一個具有九千人的洛斯阿拉莫斯核武器實驗室；一個具有三萬六千人、價值九億美元的橡樹嶺鈾材料生產工廠和附帶的一個實驗室；一個具有一萬七千多人、價值三億多美元的漢福特鈈材料生產工廠，以及分布在伯克利和芝加哥等地的實驗室。

一九四六年七月，在原子彈研制成功一周年之際，美國參、眾兩院經過激烈的爭論，通過了一項由參議員麥克馬洪提出的議案。杜魯門於八月一日簽署命令，提案開始正式生效，這就是《一九四六年原子能法令》。它標志著美國戰時核計劃的結束和新的過渡時期的開始，也成為和平時期整個美國原子能發展的指導綱領。《一九四六年原子能法令》正式生效後，格羅夫斯領導的曼哈頓工程在國會和政府的同意下，繼續支撐著整個核計劃。當美國新的原子能委員會組成後，杜魯門決定在一九四六年的最後一天晚上十二點，將原曼哈頓工程的全部財產和權力移交給原子能委員會，從而正式開始了一個新的過渡時期。原子能委員會設有四個部：研究部，它控制一切與原子能有關的研究；生產部，它擁有並控制一切生產裂變材料和原子能的設施，組織核裂變材料的生產；工程部，它指導一切與原子能發展有關的設備和工程；軍事應用部，它處理與軍備有關的原子能事項。原子能委員會總部也從橡樹嶺遷到了華盛頓。後來，美國政府決定建立國家實驗室，其中最著名的有芝加哥附近的阿貢國家實驗室和紐約長島的布魯克海文國家實驗室(bnl)。這兩個實驗室為高能物理的發展做出了貢獻，特別是丁肇中教授，就是於一九七四年利用布魯克海文實驗室的加速器ags發現j粒子的，並因此獲得諾貝爾物理學獎。「張院長，這個時候我能請問一下，你是怎么知道這個計劃的么，因為當你說出來這個計劃以後，我們感覺的到非常的不可思議，因為現在不要說在國外了，就是在我們國內都不是一個有很多的人知道的一個事情，你是為什么知道的。」馬歇爾在飛機起飛之後，對著張心小聲的問到。「將軍，其實這個消息我從你們成了之初就知道了這個事情了，而且我知道的事情也許不會比你少，」張心這個時候十分自信的說到。「張院長，能不能知道一下，你還知道什么事情么。」馬歇爾這個時候依然是小心翼翼的問到。「我知道這個事情你們現在不僅是集中了很多的美國的專家，我還知道你們集中了很多的歐洲國家的專家來完成計劃，比如說意大利的物理學家費米教授，雖然這個里有很多的科學家都在幫你們的忙，可是在基地里面，你們只有十二個人知道他們到底是在干什么，」張心這個時候對著馬歇爾說到。「張院長，對你的這個事情我感覺到十分的奇怪，因為這絕對不是靠著情報的來的消息，我真的現在非常的好奇，你到底是怎么知道的這個事情。」馬歇爾這個時候徹底的震驚了。「沒有什么，是你們的上帝告訴我的，不知道這個事情馬歇爾將軍滿意么。」張心這個時候對著馬歇爾說到。「張心院長，除了這一些事情以外，我想知道的是，你還知道我們美國的什么事情呢，而且現在你知道任何的事情我都不會感到介意了。」馬歇爾這個是誇張的說到。「說實話，你們美國現在在我的面前沒有任何的秘密，這就是我要告訴你的答案。」張心這個時候也不想和馬歇爾說什么了，於是直接的拿話堵住他的嘴，讓自己清凈一下。很快的張心乘坐的飛機就緩緩的在目的地給降落了，由於已經提前接收到了通知，張心的飛機在降落以後，沒有引起太大的騷動，但是有一點的是，現在飛機的周圍是站滿了飛機的周圍，現在這個情況就是張心和馬歇爾也不例外，都要接受搜身，才能下飛機。「歡迎張院長的到來，你要是我們這里來的第一位貴客了，在此我代表這里所有的人向你表示歡迎。」格羅夫斯在張心下飛機之前就已經的站在了飛機的前面，來迎接著張心。「格羅夫斯將軍，謝謝你的迎接，因為我是個不速之客，所以在我去參觀之前，我希望你能夠把這里的注意事項能夠告訴我，防止我有可能會闖入你們的禁區，畢竟這里全部都是你們美國的寶貝，也都是禁區。」張心在和格羅夫斯握手以後，沒有任何人來為他們介紹，但是張心在前世已經不止一次看過格羅夫斯的照片，所以直接的和格羅夫斯打著招呼，由於格羅夫斯之前沒有和張心打過交道，所以格羅夫斯這個時候對張心一口叫出他的名字感到非常的奇怪，因為他們的名字這個時候都是要保密的。v