在第二次世界大战中，魏茨泽克加入了“德国核能源项目”并参与研制原子弹。早在1939年8月，阿尔伯特·爱因斯坦曾就这个研究警告美国总统富兰克林·罗斯福，并指出：“……德国副国务秘书的儿子冯·魏茨泽克，与位于柏林的威廉皇帝研究院有些关联，他正在重复美国人有关铀的研究。” 作为维尔纳·海森堡的门生，魏茨泽克在1939年7月17日参加了一个在柏林召开的陆军军械总部的会议，在这个会议中德国开始了核武器计画。战争初期——可能直到1942年——他还希望用政治上的影响力来参与推进原子武器项目。1940年6月，他与人合作