В начале 1940 года немецкие ученые-эмигранты Отто Фриш и Рудольф Пайерлс представили Генри Тизарду, научному советнику Черчилля, меморандум «О создании супербомбы, основанной на ядерной цепной реакции в уране». В нем авторы указывали, что лучшим способом создания ядерного взрыва является соединение на большой скорости двух полушарий из урана-235.
Вскоре английское правительство образовало сверхсекретный комитет под кодовым названием МАУД по изучению возможности производства урановой бомбы. В целях зашифровки программа стала называться «Тьюб аллой».
Летом 1940 года, когда Лондон и другие города Англии подвергались массированной бомбардировке немецкой авиацией, по инициативе английского правительства начались сотрудничество и обмен секретной информацией в области науки и техники с США. Англичане передали заокеанским союзникам ряд своих важных научных разработок по атомной бомбе и электронике.
В конце 1940 года Лондон принял решение о начале строительства завода по выделению урана-235 методом газовой диффузии, а также выделил средства профессору Р. Пайерлсу для развертывания работ по атомной бомбе в Бирмингемском университете.
В поисках новых научных сотрудников Пайерлс натолкнулся на Фукса, ознакомился с его научными трудами и рекомендациями Борна и Мотта и принял молодого ученого в свою лабораторию. Профессор знал, что Клаус был активным членом социалистической студенческой группы в Бристоле. Но он прежде всего видел в нем способного, быстро растущего ученого и не обращал внимания на его левые политические взгляды, считая, что со временем это пройдет. К тому же Пайерлс тоже был антифашистом, дружественно относился к СССР, куда он ездил дважды, и даже женился на советской гражданке.
Работая в Бирмингеме по программе «Тьюб аллой», Фукс решил несколько кардинальных математических задач, которые оказались крайне нужны для уточнения важных параметров урановой бомбы.
В июне 1942 года Фукса приняли в английское подданство и стали привлекать к более секретным работам. Пайерлсу и ему поручили вести наблюдение за работами в Германии по атомной бомбе. Им передавались для анализа не только открытые публикации, но и совершенно секретные материалы, полученные «Сикрет интеллидженс сервис» от своих немецких агентов. Во время войны ценным английским источником был немецкий ученый Пауль Росбауд, который регулярно передавал СИС информацию о ходе работ по созданию бомбы и ракет в Германии.
Как утверждают его коллеги, Фукс, имея феноменальную память, глубокие знания ядерной проблемы и немецкой научной терминологии, являлся идеальным аналитиком. На основе представленных ему материалов он составил ясные, убедительные анализы и пришел к выводу, что работы в Германии по созданию атомного заряда ведутся в ошибочном направлении и что немцы успеха не добьются.