Feynman het op 'n vroeë ouderdom 'n aanleg vir ingenieurswese getoon; hy was begeester deur die vervaardiging van radio's en het 'n eksperimentele laboratorium gehad. Toe hy 14 jaar oud was, het hy homself rekenkunde geleer en net 'n jaar later het hy self trigonometriese verhoudings baasgeraak.
Op hierdie tydstip, vroeg in 1943, was Robert Oppenheimer besig om die Los Alamos Laboratorium op te rig, 'n geheime laboratorium op 'n mesa in Nieu-Meksiko, waar atoombomme ontwerp en gebou sou word. Die Princeton-span was 'n aanbod gegee om na Los Alamos te skuif. Feynman het 'n vakansie van ses weke geneem om sy proefskrif af te handel, sodat hy sy doktorsgraad voor sy aankoms in Los Alamos ontvang het.
In Los Alamos is Feynman in Hans Bethe se teoretiese-afdeling aangestel, en het hy Bethe genoeg beïndruk om as 'n groepleier aangestel te word. Hy en Bethe het die Bethe-Feynman-formule ontwikkel vir die berekening van die opbrengs van 'n kernwapen, gebaseer op vorige werk van Robert Serber. As junior fisikus was hy nie die kern van die projek nie. Hy het die berekeningsgroep van menslike rekenaars in die teoretiese afdeling bestuur. Met Stanley Frankel en Nicholas Metropolis, het hy gehelp om 'n stelsel vir die gebruik van IBM-ponskaarte vir berekeninge op te stel. Hy het 'n nuwe metode vir die berekening van logaritmes uitgevind wat hy later op die Connection Machine gebruik het. Ander werk by Los Alamos was onder meer die neutron-berekenings vir Los Alamos se "waterketel", 'n klein kernreaktor, om te meet hoe naby 'n groep fissiele materiaal aan kritiek was.