，凯瑟琳成为了加利福尼亚大学洛杉矶分校的一名研究生。欧本海默和凯瑟琳在托勒曼的一场派对之后上了床，成了一场小丑闻。1940年夏天，凯瑟琳和欧本海默一起住在他在新墨西哥州的农场上。在得知自己怀孕后，她向丈夫哈里森提出离婚，但哈里森没有答应，于是她在内华达州雷诺获得批准即时离婚。1940年11月1日，她和欧本海默正式结婚，欧本海默成了她的第四名丈夫。凯瑟琳在1941年5月生下两人的第一个儿子彼得（Peter），并于1944年12月7日在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯生下一个女儿凯瑟琳（Katherine，小名托妮，