Параллельно с поступлением возрастающих объемов урана и графита начиная с весны 1946 года шло строительство уран-графитового экспериментального ядерного реактора. По мере накопления реакторных материалов уран-графитовые призмы стали собирать в той же палатке, не дожидаясь окончания постройки здания. Внутри палатки, в стороне от входа, вырыли землянку. Там поставили стол, на котором разместили измерительное пересчетное устройство, сконструированное сотрудниками И. С. Панасюком, В. И. Бернашевским, А. К. Кондратьевым, а также электроплитку и телефон для связи с кабинетами И. В. Курчатова и его заместителя И. С. Панасюка.
К осени 1946 года вступило в эксплуатацию здание для реактора размерами 15×40 метров. Сотрудники института назвали его «Монтажные мастерские». Одноэтажное здание сделано из силикатного кирпича. Его фасады не оштукатурены. Их отделка состоит в том, что швы между кирпичами обработаны полукруглой металлической расшивкой. Сейчас здание совсем потерялось среди ветвистых деревьев и крупных корпусов «ОГРЫ» и криогенной лаборатории. С возведением надземной части такого здания строители легко справились. А вот с фундаментами, подземными сооружениями и инженерными коммуникациями пришлось повозиться. Наиболее сложным для строительства оказался железобетонный бункер реактора. Такие объекты еще никто не проектировал и не строил. Возникавшие сложные вопросы решались по ходу дела, на месте, своими силами. Можно было разместить реактор на поверхности земли. Но тогда бы потребовались на устройство защиты дополнительно десятки тонн цемента и вагоны щебня, поэтому Курчатов предпочел расположить реактор и пульт управления под землей. Защитой от излучения вместо бетона стал многометровый слой земли.
Прежде всего Курчатов распорядился провести технико-экономическое сравнение двух вариантов. При подземном расположении реактора затраты рабочей силы оказались выше: землеройная техника в то время была еще слабой, и гидрогеологические условия требовали больших затрат ручного труда. Но экономия материалов, сокращение объемов здания при земляной защите создавали значительные преимущества. При подземном расположении бункера и пульта управления трудности создавали грунтовые условия. Здесь на глубине одного-двух метров от поверхности земли залегает глиняная линза. Она задерживает поверхностную воду и создает благоприятные условия для роста деревьев, но от строителей требует дополнительных работ.
Вырытые для бункера и пульта управления котлованы не раз заливались водой. Техника водооткачки была еще недостаточно надежной. Начальнику участка В. С. Колдину и бригадиру комплексной бригады И. Г. Шацкому не просто было остановить воду. По проекту предполагалось произвести крепление котлована забивкой шпунта. Получить материал для шпунта не удалось, пришлось собственными силами и местными материалами решать сложные технические задачи. В первую очередь надежно укрепили котлован. Затем из красного кирпича выложили защитную стенку, по ней наклеили рубероидный ковер. Пазухи котлована заполнили мятой глиной с уплотнением, а основание залили бетоном. Получился стакан. Из него легче удалить воду. Затем сделали рубероидный ковер по дну бункера. Создались вполне нормальные условия для строительства железобетонного сооружения.
В то время не все знали, для чего строится бункер. Но всем было ясно, что качество его должно быть высоким. Курчатова очень беспокоила гидроизоляция. Он не раз наблюдал, как из котлована ручным насосом, а иногда и ведрами удаляли воду. Когда бесформенный котлован превратился в железобетонное сооружение, Игорь Васильевич во время очередного посещения весело сказал: «А наша посудина начинает просыхать».
Корпус вырос зимой на фундаментах, сделанных осенью. В январе 1946 года клали кирпичные стены. В феврале монтировали металлические фермы и делали перекрытия. В марте занимались столярной отделкой и вставляли стекла. Через полгода после традиционной закладки фундаментов состоялся пуск тепла от центральной котельной. Важный этап строительства был завершен. В таких случаях говорят: «Здание вчерне закончено». Строители быстро убрали разбросанные вокруг старые доски опалубки, стойки наружных лесов. Тогда не было подсобных предприятий, заготовка материалов и полуфабрикатов производилась прямо здесь, на стройке. В одном из углов главного зала разместились жестянщики, в другом углу — электромонтажники, в третьем — сантехники. Каждый вид работ требовал установки самодельного верстака, приспособлений и запаса своих материалов. К весне расчистили все помещения корпуса, начались работы внутри. Готовясь к встрече с руководителями, на вахту встали все подразделения. За короткий срок навели полный порядок. Изменился вид зала: выселили подсобные мастерские, освободились от хлама и лишних материалов, подготовили помещения для настилки полов и отделки, очистили территорию вокруг корпуса.