Isidor Isaac Rabi
Perang Dunia II

Pada September 1940, Rabi menjadi anggota Komite Penasihat Sains Laboratorium Riset Balistik Angkatan Darat AS. Pada bulan itu, Misi Tizard dari Britania membawa sejumlah teknologi baru ke Amerika Serikat, termasuk magnetron, sebuah perangkat berdaya tinggi yang menghasilkan mikrogelombang menggunakan interaksi arus elektron dengan medan magnet. Perangkat tersebut, yang dijanjikan dapat merevolusi teknologi radar, meruntuhkan anggapan orang-orang Amerika tentang ketermajuan teknologi Amerika. Alfred Lee Loomis dari Komite Riset Pertahanan Nasional Amerika Serikat (National Defense Research Committee) memutuskan untuk mendirikan sebuah laboratorium baru di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) untuk mengembangkan teknologi radar ini. Nama Laboratorium Radiasi (Radiation Laboratory) dipilih sebagai nama yang tidak mencolok sekaligus penghormatan kepada Laboratorium Radiasi Berkeley (Berkeley Radiation Laboratory). Loomis merekrut Lee DuBridge untuk menjalankannya.
Loomis dan DuBridge merekrut para fisikawan untuk laboratorium baru tersebut dalam sebuah konferensi Fisika Nuklir Terapan di MIT pada Oktober 1940. Salah satu di antaranya yang secara sukarela ikut adalah Rabi. Ia ditugasi untuk mempelajari magnetron, yang sangat dirahasiakan sehingga perangkatnya harus disimpan dalam brankas. Para ilmuwan Laboratorium Radiasi menargetkan produksi radar mikrogelombang sebelum 6 Januari 1941 dan pemasangan sebuah prototipe radar di pesawat tempur Douglas A-20 Havoc sebelum bulan Maret. Perangkat itu pun rampung; rintangan-rintangan teknologi secara bertahap terlewati dan sebuah set radar mikrogelombang yang berfungsi telah diproduksi. Magnetron tersebut dikembangkan lebih lanjut baik di AS maupun di Britania agar dapat mengurangi panjang mikrogelombang yang dihasilkan dari 150 cm menjadi 10 cm, dan kemudian menjadi 3 cm. Laboratorium tersebut selanjutnya mengembangkan radar udara-ke-darat untuk mendeteksi kapal selam, radar SCR-584 untuk mengendalikan tembakan, dan LORAN, sebuah sistem navigasi radio jarak jauh. Atas permintaan Rabi, sebuah cabang Laboratorium Radiasi didirikan di Universitas Columbia, dengan Rabi sebagai kepalanya.
Pada tahun 1942, Oppenheimer berupaya untuk merekrut Rabi dan Robert Bacher untuk bekerja di Laboratorium Los Alamos dalam sebuah proyek baru yang rahasia untuk mendukung upaya perang. Mereka meyakinkan Oppenheimer bahwa rencananya untuk mendirikan laboratorium militer tidak akan berhasil, karena karya kerja ilmiah haruslah masuk ke dalam ranah sipil. Rencana tersebut diubah, dan laboratorum tersebut dijadikan laboratorium sipil, yang dijalankan oleh Universitas California di bawah kontrak Departemen Perang Amerika Serikat. Pada akhirnya Rabi tetap tidak pergi ke California, tetapi sepakat untuk menjabat sebagai konsultan Proyek Manhattan, yang kelak menghasilkan bom atom pertama. Rabi menghadiri uji coba nuklir Trinity pada Juli 1945. Para ilmuwan yang mengembangkan bom Trinity membuat taruhan seberapa besarkah daya ledak bom yang diuji. Prediksi taruhan bervariasi, mulai dari gagal meledak hingga setara 45 kiloton TNT. Rabi datang terlambat dan menemukan bahwa slot taruhan yang tersisa hanyalah 18 kiloton, yang kemudian ia beli. Dengan mengenakan kacamata las, ia menunggu hasil uji bersama Ramsey dan Enrico Fermi. Ledakannya terukur sejumlah 18,6 kiloton, dan Rabi memenangkan taruhan tersebut.