Em novembro de 1945, a Academia Real das Ciências da Suécia outorgou o Prêmio Nobel de Química ao químico alemão Otto Hahn que, juntamente com a física Lise Meitner, foi responsável pela descoberta da fissão nuclear, responsável por colocar a Alemanha à frente de outros países na busca pelo desenvolvimento de armas nucleares.
Após a invasão alemã da Polônia, o segundo esforço do programa nuclear nazista começou em 1º de setembro de 1939, expandindo-se eventualmente para três principais esforços: a Uranmaschine (reator nuclear), urânio e água pesada, produção e separação do isotópico de urânio.
Em janeiro de 1942, o programa dividiu-se entre nove institutos principais onde os diretores dominavam a pesquisa e os seus próprios objetivos. Na época, muitos cientistas deixaram de trabalhar com a fissão nuclear, aplicando os seus conhecimentos em demandas mais urgentes da guerra.
Werner Heinsenberg, ganhador do Prêmio Nobel de 1932, também foi um importante nome no desenvolvimento do programa nuclear nazista.
Durante a guerra, o programa alemão para desenvolver armas nucleares era composto por 22 institutos de pesquisa distribuídos por 12 cidades alemãs e austríacas. Em dezembro de 1941, o exército alemão decidiu abandonar o programa de fissão nuclear.
De acordo com uma reportagem da BBC Brasil, historiadores teriam encontrado na Alemanha um diagrama, feito há 60 anos, mostrando um projeto de bomba nuclear dos nazistas. Trata-se do único desenho conhecido de um artefato nuclear feito por nazistas e está em um relatório mantido em um arquivo particular.
No entanto, os pesquisadores afirmam que o desenho é um rascunho e não indica que especialistas nazistas estavam perto de construir uma bomba atômica. Segundo o historiador Rainer Karlsch, os nazistas estavam longe de uma bomba atômica “clássica”, mas esperavam combinar uma “mini ogiva nuclear” com um míssil.