同年12月6日，也就是日本偷袭珍珠港前一天，罗斯福批准了一项大规模研制原子弹的计划。1942年6月，美国陆军部组织了“曼哈顿工程管理区”，全面负责原子弹的研制工作，其总负责人是格罗夫斯。
从1943年到1945年7月原子弹试验成功的两年半时间里，美国政府在田纳西、新墨西哥、华盛顿三州以及其他许多地方投资25亿美元，建造巨大的原子工厂，动用了10万科技人员和工人，在绝对保密的情况下研制原子弹。
1945年4月25日，负责制定原子弹计划的陆军部长史汀生，向杜鲁门系统汇报了原子弹研制情况。史汀生似乎满怀信心地认为，在此后4个月内，原子弹的试制很可能获得成功。
6月1日，史汀生向杜鲁门提出建议，一旦具备条件，就立即使用原子弹对付敌人。
1945年7月7日，杜鲁门率领美国军政要员乘军舰到欧洲去参加波茨坦会议，7月15日他们到达目的地。
第二天，即1945年7月16日早晨5时30分，美国第一颗原子弹在新墨西哥州的沙漠地区阿拉默果尔多爆炸成功，其威力为1吨烈性炸药的2万倍。
当天上午，杜鲁门就收到了关于原子弹试验成功的电报。
第二天，史汀生又专程飞到波茨坦，向杜鲁门汇报了试验的详情。