I 1938 utførte den tyske kjemikeren Otto Hahn og Fritz Strassmann, sammen med den østerrikske fysikeren Lise Meitner og Meitners nevø Otto Robert Frisch, eksperimenter med produkter av nøytron-bombardert uran, dette for videre undersøkelse av Fermis teorier. De fant ut at et relativt lite nøytron splittet kjernen av massive uranatomer i to omtrent like store deler. Resultatet betydde en motsigelse av det Fermi hadde funnet, noe som også ble oppfattet som et svært overraskende resultat. Alle andre former for radioaktiv nedbrytning involverte bare små endringer i massen av kjernen, mens denne prosess som ble kalt «fisjon» førte til et fullstendig sammenbrudd. Ordet fisjon ble valgt som en henvisning til celledeling i biologien. Mange forskere, blant andre Leó Szilárd, anerkjente at hvis fisjonsreaksjoner avgir flere nøytroner, vil en selvdrevet nukleær kjedereaksjon finne sted. Da dette ble eksperimentelt bekreftet og annonsert av Frédéric Joliot-Curie i 1939, var det mange forskere i andre land, deriblant USA, Storbritannia, Frankrike, Tyskland og Sovjetunionen, som ba sine myndigheter om støtte til forskning innenfor fisjon. Det var klart at dette kunne bli et avgjørende våpen i den kommende verdenskrigen, senere kjent som atomvåpen.