Dự án Manhattan
Chế tạo bom nguyên tử > Vụ thử Trinity

Do tính phức tạp của một vũ khí nổ sập, người ta quyết định rằng, bất chấp phải tiêu phí vật liệu phân hạch, một vụ thử ban đầu là cần thiết. Groves tán thành vụ thử, nhưng đòi hỏi vật liệu phóng xạ phải được thu hồi. Do đó người ta xem xét tới một vụ xịt bom có kiểm soát, nhưng theo ý Oppenheimer cuối cùng một vụ thử bom hạt nhân quy mô đầy đủ dược chọn, mang mật danh "Trinity".
Tháng 3 năm 1944, việc lập kế hoạch thử nghiệm được giao cho Kenneth Bainbridge, một giáo sư vật lý ở Harvard, làm việc trong nhóm của Kistiakowsky. Bainbridge chọn Bãi thử bom gần Sân bay quân sự Alamogordo làm vị trí cho vụ thử. Bainbridge làm việc với Đại tá không quân Samuel P. Davalos về việc xây dựng Căn cứ Trinity và các cơ sở của nó, bao gồm các doanh trại, nhà kho, xưởng, kho thuốc nổ và kho lương thực.
Groves không lấy gì làm thích thú với viễn cảnh phải giải thích việc mất mát lượng urani trị giá cả tỷ đô la cho một ủy ban Thượng viện, nên ra lệnh chế tạo một bình chứa hình trụ mật danh "Jumbo" để thu hồi vật liệu phóng xạ trong trường hợp thất bại. Với kích thước dài 25 foot (7,6 m) và rộng 12 foot (3,7 m), Jumbo được chế tạo với chi phí lớn từ 214 tấn Anh (217 t) sắt và thép bởi hãng Babcock & Wilcox ở Barberton, Ohio. Sau khi hoàn thành nó được vận chuyển bằng xe goòng tới một đường tàu tránh ở Pope, New Mexico rồi đi thêm 25 dặm (40 km) đường sắt bằng xe moóc hai máy kéo tới bãi thử. Tuy nhiên vào lúc nó tới, sự tự tin vào phương pháp nổ sập đã tăng lên rất nhiều, đồng thời plutoni cũng sẵn có hơn, nên Oppenheimer quyết định không dùng nó. Thay vì vậy, nó được đặt lên trên một ngọn tháp bằng thép cách vũ khí 800 thước Anh (730 m) để ước lượng sức công phá của vụ nổ. Sau vụ nổ người ta thấy Jumbo vẫn tương đối nguyên vẹn, nhưng tháp đặt nó bị hủy hoại hoàn toàn, cho thấy rằng nó đã có thể dùng để chứa một vụ nổ xịt.
Một vụ nổ tiền kiểm tra được thực hiện vào ngày 7 tháng 5 năm 1945 để hiệu chỉnh các dụng cụ thiết bị. Một nền thử bằng gỗ được dựng cách Bãi 0 800 thước Anh (730 m) và người ta chất lên đó 100 tấn Anh (100 t) TNT pha với sản phẩm phân hạch hạt nhân dưới dạng những thanh nhỏ urani phóng xạ từ Hanford, được hòa tan và nhỏ giọt vào những ống bên trong thuốc nổ. Vụ nổ này được Oppenheimer và người phó mới của Groves, Chuẩn tướng Thomas Farrell chứng kiến. Các dữ liệu tiền kiểm tra tỏ ra có ý nghĩa sống còn với kết quả vụ thử Trinity.
Nhằm phục vụ cho vụ thử thật, vũ khí, được gọi là "thiết bị" (gadget), được nâng đặt lên đỉnh một tháp bằng thép cao 100 foot (30 m), vì kích nổ ở độ cao đó sẽ cho một chỉ dẫn tốt hơn về cách vũ khí sẽ hoạt động khi được thả từ một máy bay ném bom. Việc kích nổ trong không khí tăng tối đa năng lượng tác động trực tiếp nên mục tiếp, và giảm bớt bụi phóng xạ. Thiết bị được lắp ráp dưới sự giám sát của Norris Bradbury tại Trại chăn nuôi McDonald (đã bỏ hoang) vào ngày 13 tháng 7, và được kéo bằng tời lên tháp ngày hôm sau. Trong số những người quan sát có Bush, Chadwick, Conant, Fermi, Groves, Lawrence, Oppenheimer và Tolman. Vào lúc 5 giờ 30 phút ngày 16 tháng 7 năm 1945 thiết bị phát nổ với năng lượng tương đương 20 nghìn tấn TNT, để lại một hố phủ trinitite (thủy tinh phóng xạ) rộng trên hoang mạc 250 foot (76 m). Sóng xung kích lan ra hơn 100 dặm (160 km), và đám mây hình nấm cao tới 7,5 dặm (12,1 km). Âm thanh vụ nổ lan tới tận El Paso, Texas, và Groves phải tạo ra một câu chuyện che mắt dư luận rằng một vụ nổ kho đạn xảy ra ở Sân bay Alamogordo.