Kaukana julkisuudesta toisen maailmansodan merkittävin tieteellinen innovaatio oli atomipommin luominen huippusalaisessa Manhattan-projektissa. Euroopasta tulleiden pakolaistutkijoiden, kuten Albert Einsteinin ja Leo Szilardin, innoittamana, kenraali Leslie Grovesin johtaman Yhdysvaltain armeijan insinöörijoukkojen valvonnassa ja tohtori Robert Oppenheimerin johtaessa tutkijaryhmää Yhdysvallat ryhtyi salaiseen kilpajuoksuun atomiaseen valmistamiseksi ennen natseja. Manhattan-projektin puitteissa Yhdysvaltain armeija ylläpiti salaisia tehtaita Oak Ridgessä Tennesseessä ja Hanfordissa Washingtonissa tuottaakseen pommiin tarvittavia uraani- ja plutoniumalkuaineita. Syrjäisessä Los Alamosissa, New Mexicossa, valtava fyysikkojen ryhmä työskenteli luodakseen toimivan räjäytysjärjestelmän. Kahden miljardin dollarin projekti työllisti yli 125 000 ihmistä eri puolilla Amerikkaa, joista suurimmalla osalla ei ollut aavistustakaan siitä, minkä parissa he työskentelivät, ja johti lopulta dramaattiseen Trinity-kokeeseen New Mexicon autiomaassa heinäkuussa 1945, jolloin Yhdysvallat joutui kohtaamaan kysymyksen: oliko atomipommi riittävä ase toisen maailmansodan lopettamiseksi?