Ferner als die Öffentlichkeit es wahrnimmt, war die folgenreichste wissenschaftliche Innovation während des Zweiten Weltkriegs die Entwicklung der Atombombe im Rahmen des streng geheimen Manhattan-Projekts. Inspiriert von geflüchteten Wissenschaftlern aus Europa, darunter Albert Einstein und Leo Szilard, unter der Aufsicht des US Army Corps of Engineers unter General Leslie Groves und mit Dr. Robert Oppenheimer an der Spitze des wissenschaftlichen Teams, lieferten sich die Vereinigten Staaten einen geheimen Wettlauf um die Herstellung einer Atomwaffe vor den Nazis. Im Rahmen des Manhattan-Projekts unterhielt das US-Militär geheime Anlagen in Oak Ridge, Tennessee, und Hanford, Washington, um die für eine Bombe erforderlichen Uran- und Plutoniumelemente herzustellen. Im abgelegenen Los Alamos, New Mexico, arbeitete ein riesiges Team von Physikern an der Entwicklung eines brauchbaren Sprengsystems. Das 2-Milliarden-Dollar-Projekt beschäftigte über 125.000 Menschen in ganz Amerika, von denen die meisten keine Ahnung hatten, woran sie arbeiteten, und führte schließlich zu dem dramatischen Trinity-Test in der Wüste von New Mexico im Juli 1945, der die Vereinigten Staaten vor die Frage stellte, ob die Atombombe als Waffe ausreichte, um den Zweiten Weltkrieg zu beenden.