El presidente estadounidense Franklin Delano Roosevelt recibe una carta firmada por Albert Einstein en la que advierte de que podrían construirse «bombas extremadamente potentes de un nuevo tipo» que utilizan la fisión del uranio en una reacción en cadena. Esta carta marcó el inicio de la carrera por desarrollar armas nucleares, sentando las bases para el Proyecto Manhattan y la futura era atómica.
Roosevelt responde por escrito a Einstein, informando al físico de que ha formado un equipo de expertos civiles y militares para estudiar el posible uso de la fisión del uranio en una bomba. Dos días más tarde, el Departamento de Guerra estadounidense asigna oficialmente el primer tramo de dinero para la investigación de la fisión del uranio: 6.000 dólares. El desarrollo de las primeras bombas acabaría costando más de 2.000 millones de dólares de la época de la Segunda Guerra Mundial.
Japón ataca Pearl Harbor. Sus aliados, Alemania e Italia, declaran la guerra a EE.UU. días después. Este ataque impulsó la entrada de Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial y aceleró los esfuerzos científicos y militares en el Proyecto Manhattan.
Con Estados Unidos inmerso en una guerra mundial y el temor de que el esfuerzo bombardeador estadounidense estuviera muy por detrás del de la Alemania nazi, un sentimiento de urgencia impregna la empresa científica del gobierno estadounidense, acrecentado por una serie de derrotas militares estadounidenses en el Pacífico y el norte de África. Animado por los informes británicos y estadounidenses sobre los isótopos de uranio y la viabilidad de una bomba atómica, FDR aprueba los trabajos para producir la bomba, formalizando así el Proyecto Manhattan.
Oppenheimer, que ahora dirige el departamento de física de UC-Berkeley, dice a sus colegas que "sólo una bomba atómica podría desalojar a Hitler de Europa". Se reúne con el general Leslie R. Groves para ser director científico de lo que se convertiría en el Laboratorio de Los Álamos; es nombrado para el cargo poco después.
Enrico Fermi, que ahora trabaja en Estados Unidos, consigue crear la primera reacción nuclear en cadena autosostenida de fabricación humana en forma de «pila atómica» en un laboratorio bajo las gradas de fútbol de la Universidad de Chicago. Los científicos anuncian su éxito a Washington en clave: «El navegante italiano acaba de aterrizar en el nuevo mundo». Queda, sin embargo, un largo camino por recorrer entre la construcción de la pila y la construcción de la Bomba.
Prueba con éxito de la primera bomba atómica en Trinity. La prueba Trinity marcó la culminación de años de investigación, siendo el primer ensayo exitoso de una bomba atómica.
EE.UU. lanza una bomba atómica sobre Hiroshima, causando una devastación masiva y decenas de miles de muertes inmediatas. El bombardeo de Hiroshima fue el primer uso de un arma nuclear en la guerra, causando más de 140.000 muertes y marcando el inicio de una nueva era.
Un segundo ataque nuclear destruye Nagasaki. El ataque a Nagasaki, con un saldo de decenas de miles de muertos, precipitó la rendición de Japón y el final de la Segunda Guerra Mundial.