莫戈多附近进行、代号为“三位一体”（Trinity）的首次核子试验。另两件核子武器“小男孩”和“胖子”则分别轰炸了广岛和长崎。由于卓越的生产，该实验室在1945年10月16日荣获陆海军“E”奖。第二次世界大战结束后，奥本海默卸任实验室主管，由诺里斯·布拉德伯里接替。诺里斯最初的任务是制造先前手工组装的核子炸弹，以便它们能在没有训练有素科学家的协助下大规模生产。许多洛斯阿拉莫斯国家实验室原先的“名人”选择离开，有的甚至成为公开反对进一步发展核子武器的人。1940年代以来的数年间，洛斯阿拉莫斯国家实验室