Манхэттенский проект состоял из нескольких подпроектов, которыми руководили ученые-физики. Р. Оппенгеймер был главой Лос-Аламосской научной лаборатории. Э. Лоуренс заведовал лабораторией радиации Калифорнийского университета, названной впоследствии его именем. Там совершенствовался электромагнитный метод разделения изотопов урана; лаборатория служила опытным заводом для громадного предприятия Y-12 в Ок-Ридже, где была получена основная масса урана, взорванного над Хиросимой. Г. Юри и Дж. Даннинг руководили проектом Колумбийского университета, целью которого было создание завода газодиффузионного разделения изотопов урана-235 в Ок-Ридже. А. Комптон, Э. Ферми, Ю. Вигнер и другие, управляя сначала Металлургической лабораторией Чикагского университета, а затем лабораторией Х-10 в Ок-Ридже, заложили основы для конструирования и постройки больших промышленных реакторов в Хэнфорде (штат Вашингтон). В этих реакторах был получен плутоний для бомб, сброшенной на Нагасаки и испытанной в Аламогордо.
Проблема привлечения нужных людей в Манхэттенский инженерный округ была довольно сложной. Кадры научных работников страны использовались на других важных оборонных работах. Помогло то обстоятельство, что, спасаясь от фашистского террора, преследований лиц неарийского происхождения, многие выдающиеся ученые вынуждены были эмигрировать на Американский континент.
Одновременно с поисками и отбором специалистов в своей стране американцы вели настоящую охоту за секретной научно-технической информацией, а также за учеными-атомниками в Европе.
Американцы весьма ревностно относились к работам по урановой проблеме, которые велись их союзниками — Великобританией и Францией.
В Великобритании эти работы начались значительно раньше, чем в США. Четыре исследовательские группы, работавшие в различных университетах независимо друг от друга, но координируя свои усилия, достигли определенных результатов. Пайерлс и Фриш в Бирмингеме выяснили истинные размеры бомбы из урана-235, а Фрэнсис Симон разработал проект газодиффузионного завода. В Кембридже французские физики Г. Халбан и Л. Коварский продемонстрировали возможность достижения цепной реакции с помощью урана и тяжелой воды, в то время как другие ученые установили способность 94-го элемента к делению. В Ливерпуле группа, возглавляемая Чэдвиком, изучая поведение таких изотопов, как уран-235 и уран-238, пришла к выводу, что оно точно соответствует предсказаниям Н. Бора. Исследователи в Бирмингеме концентрировали свои усилия на проблеме производства металлического урана.