I gruppen til Otto Hahn og Lise Meitner kunne man i 1917 påvise den langtlevende isotopen protaktinium Pa oppdaget og resultatet ble publisert året etter da krigen gikk mot slutten. I 1924 fikk Hahn opprykk til visedirektør for hele instituttet og overtok som direktør da Stock gikk av. I 1928 ble han formelt utnevnt til direktør og innehadde stillingen frem til 1945. Han fortsatte som daglig leder for den kjernekjemiske avdelingen, mens Meitner nå ledet en avdelingen kjernefysikk. For å unngå farlig stråling ble et spesielt «Radiumhaus» satt opp utenfor instituttbygningen.