כשרומא נכבשה ב-4 ביוני 1944, חזר פאש לאיטליה. בהוראתו נעצרו מספר מדענים איטלקים מרכזיים והוצבה שמירה על אתרים שהיוו מטרות לבדיקה, כולל אוניברסיטת רומא ומכון המחקר המדעי הלאומי של איטליה. בשבועות הבאים ראיינו אנשי אלסוס מדענים איטלקיים, כולל אדוארדו אמאלדי, ג'יאן-קרלו ויק ופרנצ'סקו ג'ורדני.
התמונה שהתקבלה ממשימת אלסוס באיטליה, הייתה שפרויקט הגרעין הגרמני לא התקדם באופן משמעותי.
מערב אירופה.
בריטניה.
בדצמבר 1943 שלח גרובס את ראש המודיעין של פרויקט מנהטן, רוברט פורמן, לבריטניה כדי לדון בהקמת משרד קשר בלונדון בין פרויקט מנהטן וממשלת בריטניה, ולדון בתיאום המאמץ המודיעיני. בסופו של דבר בחר גרובס בראש פעילויות הביטחון של 'מחוז מנהטן', סרן הוראס קלברט, כראש משרד הקשר בלונדון, תחת התואר עוזר הנספח הצבאי. משרד הקשר בלונדון עבד בשיתוף פעולה עם אריק ולש, ראש המחלקה הנורווגית ב-MI6, ועם מייקל פרין מפרויקט הגרעין הבריטי.
משרד הקישור בלונדון ראיין מדענים פליטים מאירופה, ובחן כתבי עת גרמניים לפיזיקה. הוא ערך רשימות של מדענים גרמנים ומיקומים אפשריים של מחקר גרעיני ומתקנים תעשייתיים, ושל מצבורים ומכרות של עפרות אורניום ותוריום. מעט תוריום נמצא בגרמניה ובאירופה הכבושה, ותוך זמן קצר התמקדה תשומת הלב במרבצים ביואכימשטאל בחבל הסודטים שבצ'כוסלובקיה שסופח לגרמניה. סיורים אוויריים בוצעו מעת לעת, והתפוקה נמדדה על ידי הערכת גודל ערימות שיירי הכרייה.
גרובס הזהיר את הגנרל דווייט אייזנהאואר מפני האפשרות שהגרמנים עלולים לשבש את הנחיתה בנורמנדי ברעלים רדיואקטיביים, ושלח את מייג'ור ארתור פיטרסון לתדרך את ראש המטה שלו, לוטננט גנרל וולטר סמית. תחת שם הקוד מבצע פפרמינט, הוכן ציוד מיוחד והוכשרו צוותי הלוחמה הכימית בשימוש בו. הכוחות הבריטיים ערכו הכנות דומות בחופי הים שלהם. אמצעי הזהירות הללו היו בסופו של דבר מיותרים.
צרפת.
צוות מהמשימה מצא את הפיזיקאי הצרפתי פרדריק ז'וליו-קירי בקולז' דה פראנס שבפריז, וסמואל גודסמיט ראיין אותו ב-27 באוגוסט 1944. הוא הוטס ללונדון ושם ראיינו אותו מייקל פרין וגודסמיט על פעילותם של מדענים גרמניים. ז'וליו-קירי סיפר על ביקורים של מדענים גרמניים במכללה שבה היה ציקלוטרון. על פי עדותו של ז'וליו-קירי המדענים שביקרו במכללה כללו את אריך שומאן, שיזם את פרויקט הגרעין הגרמני והוביל אותו עד מסירתו לרייכספורשונגרט (מועצת המחקר הלאומית) בשנת 1942; אברהם איסו, שהיה אחראי על הפיזיקה הגרעינית תחת הרייכספורשונגרט; ולטר גרלך, שהחליף אותו בינואר 1944. פיזיקאים גרמנים אחרים שהשתמשו במתקנים כללו את קורט דיבנר, ולטר בוטה ואריך באגה, שכולם היו ידועים כקשורים לפרויקט הגרעין הגרמני.
כשכוחות בעלות הברית שחררו את בלגיה, מיהרו אנשי אלסוס לאנטוורפן, שבה היו משרדי ההנהלה של מכרה האורניום בקונגו הבלגית, המקור הטבעי העשיר ביותר שהיה ידוע אז בעולם לאורניום. הם גילו במסמכים שמצאו שם שמעל 1,000 טון של אורניום מזוקק נשלחו לגרמניה, כ-80 טון נשלחו לצרפת ב-1940 מיד לאחר הפלישה הגרמנית לבלגיה, וכ-70 טון נשארו באולן שממזרח לאנטוורפן, שבה היה מפעל לטיפול בעפרות אורניום וזיקוקן לאורניום נקי.
על פי ידיעות שנאספו ברן, באיינדהובן ובפריז, היה למשימת אלסוס עניין מיוחד בעיר שטרסבורג, שבאוניברסיטה שלה, לפי המידע, פעלו פיזיקאים גרמניים מרכזיים כרודולף פליישמן וקארל פרידריך פון וייצקר , וכן ביולוגים גרמניים שהשתמשו בנגיפים לפיתוח נשק ביולוגי. צוות אלסוס נכנס לשטרסבורג ב-25 בנובמבר 1944 עם כיבושה, וגילה את המעבדה הגרעינית הגרמנית בשטח בית החולים בעיר. פיזיקאים ניסו להתחמק מהמעבדה לבושים כחובשים, אך פליישמן נתפס ונלקח למעצר, ווייצקר ואחרים הצליחו לברוח מהעיר.
מסמכים שהתגלו בשטרסבורג הצביעו על פעילות גרעינית בכמה מוקדים בדרום-מערב גרמניה, וכן על ניסויים רפואיים סודיים שבוצעו באסירי מחנה הריכוז נאצוויילר.
מכל אלה הסתבר שהגרמנים לא הצליחו לפתח תהליך מעשי להעשרת אורניום, ולראשונה הצליחה משימת אלסוס לדווח באופן מוחלט שלגרמנים אין נשק גרעיני, וגם לא יהיה עד סיום המלחמה.
גרמניה הנאצית.
כאשר המתקפה הגרמנית הגדולה במבצע נורדווינד איימה על שטרסבורג, הורה פאש להסיר את כל המסמכים שנתפסו, ולהשמיד את הניירות המציינים את אופי משימת אלסוס, מחשש שייתפסו על ידי הגרמנים אם יצליחו לכבוש חזרה את העיר. סדרת כשלי המודיעין המביכים שבגללם לא נצפתה כלל המתקפה הגרמנית הגדולה בקרב על הבליטה בארדנים, הולידה ספקות בממצאי אלסוס בדבר אי-קיום של נשק גרעיני בידי הגרמנים, אפילו בין חברי המשימה עצמם. צוות של ארבעה אנשי אלסוס נשלח לחקור פיצוץ הרסני של טיל V-2 ליד אנטוורפן, ונאלץ להודיע שלמרות החשש אין מדובר בפיצוץ גרעיני. למרות דו"חות אלסוס על אי-קיומה של פצצה גרעינית גרמנית, נמשכו השמועות העקשניות עליה עד מרץ 1945.
מחקירת אסירים גרמנים עלה כי אורניום ותוריום מעובדים בגרמניה, לרוב במפעל באורניינבורג, ולכן לחץ גרובס שהמפעל יופצץ ב-15 במרץ 1945. כ-612 מבצרים מעופפים הפילו כ-1,500 טונות של חומר נפץ ו-178 טונות של פצצות תבערה על המפעל.
ב-30 במרץ הגיעה משימת אלסוס להיידלברג, שם נלכדו מדענים גרמנים חשובים בהם ולתר בותה, ריכרד קון, וולפגנג גרטנר ופיליפ לנארד. מחקירתם התברר שכור הניסוי המופעל באורניום טבעי שבנה צוותו של ורנר הייזנברג בברלין, הועבר לעיירה הייגרלוך באזור וירטמברג שבדרום-מערב גרמניה.
עם התקדמות צבאות בעלות הברית בגרמניה באפריל 1945, מצאו צוותי משימת אלסוס בסטטילם תיעוד על תוכנית הגרעין הגרמנית, רכיבי כור גרעיני ושמונה טונות של תחמוצת אורניום. מדענים שנלכדו בגטינגן ובקטלנבורג-לינדאו סיפקו מידע שגילו על פרויקט הפצצה האטומית הסובייטית. בעיר צלה חשפה אלסוס צנטריפוגה ניסיונית להפרדת איזוטופים של אורניום, שפותחה באוניברסיטת המבורג.
ב-22 באפריל נכבשה הייגרלוך שבאזור וירטמברג, שהיה מרכז הפעילות של פרויקט הגרעין הגרמני, ונמצא בה כור גרעיני ניסיוני בצורת גליל ועשוי מאבני גרפיט, אך ללא האורניום והמים הכבדים. המדענים החלו מיד לפרק אותו. בהמשך הוביל פאש כוחות לביסינגן ולהכינגן, שם נלכדו 25 מדענים, בהם פון וייצקר, פון לאו, קארל וירץ, הורסט קורסינג ואריך באג'. בטיילפינגן נלקחו אוטו האן ותשעה מאנשי צוותו למעצר. בהייגרלוך התגלה בביוב מכל מסמכים אטום, ושלושה מכלים שהכילו מים כבדים ו-1.5 טון מטילי אורניום נמצאו קבורים בשדה. ורנר הייזנברג נמצא לבסוף בביתו באורפלד ב-2 במאי, ופאש וצוות משימת אלסוס הכניסו אותו למעצר.
ביום הניצחון באירופה, 8 במאי 1945, היה במשימת אלסוס כוח של 114 גברים ונשים. הוא פורק רשמית ב-15 באוקטובר 1945.
מבצע אפסילון.
מבצע אפסילון הוא שם הקוד של תוכנית, שבמסגרתה טיפלו כוחות בעלות הברית בעשרה מדענים גרמניים שעבדו בפרויקט הגרעין של גרמניה הנאצית, ונלכדו בידי אנשי משימת אלסוס.
המטרה העיקרית של המבצע הייתה לגלות עד כמה הייתה גרמניה הנאצית קרובה לייצור פצצה גרעינית. עשרת המדענים שטופלו היו: ורנר הייזנברג, אוטו האן, קורט דיבנר, מקס פון לאואה, אריך באגה, ולטר גרלך, פאול הרטק, הורסט קורשינג, קארל פרידריך פון וייצקר, וקארל וירץ.
הם הוחזקו תחילה בכמה מחנות, בנפרד משבויי מלחמה אחרים, ולבסוף הועברו לאנגליה. מ-3 ביולי 1945 עד 3 בינואר 1946 הם הוחזקו בעיירה גודמנצ'סטר שליד קיימברידג', בבית "חוות הול" (Farm Hall) ששימש את MI5, ושהותקנו בו מכשירי האזנה סמויים רבים. הכוונה הייתה לגלות עד כמה התקדם פרויקט הגרעין הגרמני, באמצעות האזנה לשיחות ביניהם.
תמלילי שיחותיהם נשלחו לגרובס. השיחות המעניינות ביותר ביניהם התרחשו כשנודע להם על הטלת פצצות האטום על הירושימה ונגסאקי, כאשר הם ניסו להבין כיצד בעלות הברית עשו את מה שהם לא הצליחו לעשות.
יפן.
תוכניות הפלישה ליפן שילבו בתוכן את משימת אלסוס. פיגועי בלוני האש היפניים על ארצות הברית עוררו חשש כי ניתן להשתמש בטכניקה זו בשילוב עם חומרים ביולוגיים, שידוע שיחידה 731 היפנית ניסתה להשתמש בהם. במרץ 1945 מונה הפיזיקאי והסייסמולוג ל. דון ליט לראש המדור המדעי של משימת אלסוס ביפן. ליט עבד בעבר עם פרויקט מנהטן בניסוי טריניטי. המשימה הייתה שונה ממקבילתה האירופית בכך שהיא הייתה רק אמריקאית ופעלה בה סוכנות מודיעין אחת בלבד.
הקבוצה של ליט הגיעה למנילה ביולי 1945, ונפגשה עם אנשי המודיעין של כוחות הצבא הפסיפיים, שבפיקודו של גנרל דאגלס מקארתור. לאחר כניעת יפן נסעו אנשי המשימה ליפן וביקרו במוסדות מחקר שונים, ובהם אוניברסיטת טוקיו, אוניברסיטת ואסדה, המכון הטכנולוגי של טוקיו, המכון למחקר פיזיקלי-כימי, המכון לחקר חומרים, טוקיו שיבורה דנקי (טושיבה), ועוד. קארל קומפטון , נשיא המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), השתתף במשימה. אנשי המשימה ראיינו יותר מ-300 מדענים יפניים והוציאו דו"חות על המחקר היפני בנושא מכ"מים, רקטות, נשק כימי, נשק ביולוגי ופיתוחים אחרים. קבוצה מהמודיעין של פרויקט מנהטן, בראשות פיליפ מוריסון , הגיעה ליפן בספטמבר 1945 ובדקה את תוכנית הנשק הגרעיני של יפן בזמן המלחמה. הקבוצה הגיעה למסקנה כי המחסור בעפרות אורניום והעדיפות הנמוכה חיסלו את המאמץ היפני בתחום זה. הם דיווחו עוד, כי בניגוד לאמונה האמריקאית, הפיזיקאים הגרעיניים ביפן היו טובים ובעלי יכולת.
הערכת תוצאות המשימה.
לאחר שראה את פרויקט הגרעין הגרמני בהייגרלוך, כתב גודסמיט: