Хотя правительство и не выделило средств на атомные исследования, начальник подразделения научно-технической разведки НКВД Квасников направил ориентировку резидентурам в Скандинавии, Германии, Англии и США, обязав собирать всю информацию по разработке «сверхоружия» — урановой бомбы.
В марте 1942 года Берия предложил Сталину создать при Государственном Комитете Обороны научно-консультативную группу из видных ученых и ответственных работников для координации работ научных организаций по исследованию атомной энергии. Он также просил разрешить ознакомить видных советских ученых с информацией по атомной проблеме, полученной агентурным путем, для последующей оценки.
Верховный дал согласие и предложил, чтобы независимо друг от друга несколько из них дали заключение по этому вопросу.
Инициативу наркома поддержали, академики Иоффе и Капица и профессор Курчатов. Сталин встретился с ними на своей даче в Кунцево, где окончательно убедился в реальной возможности создания атомного оружия. Более того, он настолько проникся мощным разрушительным потенциалом нового оружия, что в октябре того же года предложил дать кодовое название плану советского контрнаступления под Сталинградом — операция «Уран». Впоследствии во многих сталинских идеях и предложениях присутствовал этот внутренний мотив, непонятный собеседникам.
В феврале 43-го Верховный подписал постановление правительства об организации работ по использованию атомной энергии в военных целях. Возглавил её Молотов.
Тогда же было принято решение ввиду важности атомной проблемы сделать её приоритетной в деятельности разведки НКВД. Берия первоначально выступал в качестве заместителя Молотова и отвечал за вопросы обеспечения военных и ученых разведывательной информацией. Он приказал Судоплатову познакомить Иоффе с Курчатовым, а также Кикоина и Алиханова с научными материалами, полученными агентурным путем, без разглашения источников информации.
К весне в Академии наук СССР создали специальную лабораторию № 2 по атомной проблеме, руководителем которой назначили Курчатова. Получив от НКВД доклад о первой цепной ядерной реакции, осуществленной в США профессором Ферми, он обратился к Совнаркому с просьбой поручить разведорганам выяснить там ряд важных вопросов о состоянии атомных исследований.
На следующий год было принято решение, что координация деятельности разведки по атомной проблеме поручается НКВД. В этой связи под началом Судоплатова создали группу «С», которая позднее, в 1945-м, стала самостоятельным отделом. По решению правительства отдел «С» являлся рабочим аппаратом бюро № 2 Спецкомитета правительства СССР по «проблеме № 1». Квалифицированные специалисты и ученые, работавшие в нём, регулярно докладывали о получаемых разведывательных материалах на заседаниях комитета и научно-технического совета, возглавляемых наркомом боеприпасов генералом Ванниковым.
Курчатов и ученые его группы часто бывали у Берии, обсуждая вопросы организации работ в соответствии с получаемой от НКВД информацией. Они же поставили перед Сталиным вопрос о замене Молотова Берией в качестве руководителя всех работ по атомной проблематике.
За это время советские информаторы и агентура в Англии и США добыли двести восемьдесят шесть секретных научных документов и закрытых публикаций по атомной энергии. В своих записках Курчатов назвал семь наиболее важных научных центров и двадцать шесть специалистов в США, получение информации от которых имело первостепенное значение. С точки зрения деятельности разведки, это означало оперативную разработку американских ученых в качестве источников стратегической информации.
В августе 44-го Берия, в качестве заместителя председателя правительства курировавший производство вооружений и боеприпасов, официально возглавил работу по созданию атомного оружия. По его указанию все ученые, задействованные в советском атомном проекте, были обеспечены приличным жильем, дачами и пользовались спецмагазинами, а также высококвалифицированной медицинской помощью.
Конструкция первой атомной бомбы стала известна в январе 45-го. Советская резидентура в США сообщила, что американцам потребуется минимум один год для создания существенного арсенала атомного оружия. В этой шифровке также говорилось, что взрыв первых двух бомб, возможно, будет произведен через два-три месяца. Резидентуре приказали активизироваться, и вскоре была получена информация о «Манхэттенском проекте» и планах использования американцами месторождений урановой руды в Бельгийском Конго, Чехословакии, Австралии и на острове Мадагаскар.