。1944年，美国田纳西州的橡树岭工厂利用欧内斯特·劳伦斯发明的电磁同位素分离法等方法生产出第一批浓缩铀原材料。1945年7月12日，第一颗实验性原子弹开始最后的装配；7月16日，美国的第一颗原子弹在新墨西哥州的沙漠中试爆成功，史称“三位一体”核试验，爆炸当量大约21,000吨TNT炸弹。1945年8月6日，美军向日本广岛投放名为“小男孩”的原子弹；8月9日，美军向日本长崎投掷名为“胖子”的原子弹。8月15日，日本宣告无条件投降，第二次世界大战结束。第二次世界大战期间，美军实际研发出两种类型的原子弹：其