欧洲，费米于1939年1月2日安全抵达纽约。他很快就受到了5个大学的邀请出任教授，并最终选择前往哥伦比亚大学。他曾在1936年暑期在这所大学做过讲座。1938年12月，他得知德国的化学家奥托·哈恩及弗里茨·施特拉斯曼在利用中子轰击铀原子的产物中发现了元素钡。1939年，莉泽·迈特纳与她的外甥奥托·弗里施将这一现象归结为铀核发生了核裂变，并在该年1月13日通过实验验证了这一点。迈特纳与弗里施对于哈恩与施特拉斯曼的发现给出解释，并且将这一成果告知尼尔斯·玻尔。玻尔将这一突破性的发现带过大西洋，途中分享给研究伙伴