Аппарат уполномоченного ГКО по пауке оказывал помощь и партизанам. В частности, С. А. Балезин «консультировал работы лаборатории Высшей школы особого назначения Центрального штаба партизанского движения и технического отдела Украинского штаба партизанского движения по вопросам разработки рецептуры и изготовления образцов химических замедлителей для мин, зажигательных снарядов и взрывчатых веществ, пригодных для изготовления их партизанами в тылу врага. По просьбе ЦШПД т. Балезин успешно организовал изготовление некоторых новых средств для нужд партизан. При участии профессора Балезина был разработан ряд способов применения зажигательных средств. Эти способы показали большую эффективность и дали возможность партизанам усилить удары по врагу» [27 Из справки, выданной начальником Высшей школы особого назначения и зам. начальника штаба Украинского партизанского движения И. Г. Стариновым от 30 августа 4945 г. // Архив С. А. Балезина. Д. 7/4. Л. 2.].
В апреле 1942 г. заместитель начальника штаба партизанского движения Украины полковник И. Г. Старинов привез Степану Афанасьевичу блокнот немецкого офицера, попавший в руки партизан Украины в ходе одной из операций[28 См.: Яруцкий Л. Трофейный блокнот // Комсомолец Донбасса. Донецк, 1978. 29 янв.; Медведев Юл. Тот день.]. Балезин тут же послал блокнот на дешифровку. После дешифровки записей оказалось, что это были расчеты ядерных процессов. Все факты свидетельствовали, что немцы придают этим работам большое значение. С. В. Кафтанов поручил С. А. Балезину изучить эту проблему. Степан Афанасьевич решил проконсультироваться у ученых-ядерщиков о целесообразности развертывания подобных работ в СССР.
Мнения экспертов разделились. В одном из ответов даже указывалось, что возможности практического использования атомной энергии могут быть реализованы не ранее чем через 15—20 лет и что сейчас, когда страна испытывает такие огромные трудности, выделять столь дефицитные средства и кадры на подобные исследования нецелесообразно. Но существовала и другая точка зрения. Техник-лейтенант Г. Н. Флеров, открывший вместе с К. Е. Петржаком накануне войны явление самопроизвольного деления ядер урана, был убежден, что прекращение в нашей стране ядерных исследований в военное время было бы глубокой ошибкой. Эту точку зрения разделяли и некоторые из опрошенных С. А. Балезиным специалистов.
Георгий Николаевич Флеров, ныне академик, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственных премий, директор лаборатории объединенного Института ядерных исследований в Дубне, был наиболее настойчив в этом убеждении. С фронта он направлял в различные инстанции письма, в которых указывал на необходимость развертывания у нас работ по ядерной энергии, ссылаясь, в частности, на то, что немцы засекретили подобные работы еще в середине 30-х годов, а в конце 30-х годов то же самое сделали англичане и американцы. Одно из этих писем, датированное апрелем 1942 г., адресованное на имя Председателя ГКО, попало к С. А. Балезину. Оно сыграло большую роль в том решении, которое подготовил Балезин.
Проанализировав все аргументы за и против в отзывах, приняв во внимание успехи, достигнутые накануне войны отечественными физиками-ядерщиками, и повышенный интерес к атомному ядру на Западе, С. А. Балезин пришел к выводу о необходимости безотлагательного развертывания в нашей стране исследований по атомному ядру. По поручению С. В. Кафтанова, которому С. А. Балезин доложил о заключениях экспертов и своих выводах, он подготовил докладную записку на имя Председателя ГКО И. В. Сталина. В ней Балезин писал, что «мы получили от военной разведки материалы, свидетельствующие об интенсивной работе немецких физиков над новым видом вооружения, а именно над использованием в военных целях атомной энергии, и поэтому нам необходимо немедленно организовать начало таких же работ» [29 Володин Б. Рассказ профессора Балезина // Химия и жизнь 1985. № 6. С. 19.]. Спустя два дня был получен ответ на докладную. С. В. Кафтанову предписывалось срочно организовать работы по созданию атомной бомбы. Свидетель и участник этих событий академик В. В. Коршак называет С. А. Балезина «участником подготовки важного государственного решения» и подчеркивает «важность того, что сделал для своей страны этот человек, память о котором должна быть сохранена соотечественниками» [30 Изобретатель и рационализатор. 1983. № 10. С. 34—35.].