Кафтанов поручил Балезину и непосредственную подготовку к развертыванию работ по созданию атомной бомбы. Одним из первых шагов Балезина в этом направлении был вызов в Москву Г. Н. Флерова.
Позднее Георгий Николаевич вспоминал: «Летом
1942 г. меня вдруг срочно вызвали с Юго-Западного фронта, где я находился, в Москву. В Москву я попал дней за десять до начала наступления немцев на Сталинград (т. е. в 10-х числах июля). Я был в состоянии полной неизвестности, зачем меня вызвали. Здание, куда мне было предписано явиться, было мне также совершенно незнакомо. Меня принял человек в штатском, который начал разговор издалека: тепло расспрашивал, как мне живется, как вотоется. Это и был старший помощник уполномоченного ГКО по науке Степан Афанасьевич Балезин.
Потом мы перешли к моим письмам в ГКО и на имя тов. Сталина по ядерной проблеме, последнее из которых я написал в апреле 1942 г. Балезин вспомнил, что еще до войны слушал мото лекцию в МГУ. По ходу беседы мне стало ясно, что Балезин понимает суть вопроса, а кроме того, знает что-то еще, чего я пока не знаю. Речь шла о том, что решение по развертыванию работ в области создания атомной бомбы уже принято.
В конце беседы мы уже писали формулы. За годы, прошедшие со времени моей лекции в МГУ, в каких-то вопросах мой оптимизм сменился пессимизмом, а в каких-то, наоборот, пессимизм уступил место оптимизму. Работа, по моему мнению, распадалась на две части. Осуществить в нашей стране создание атомной бомбы — на это требовалось время и большие средства. Это представлялось малореальным. А вот выяснить принципиальную возможность создания бомбы и меру опасности, если бы она была создана в Германии, можно было бы сравнительно быстро и малыми средствами, проведя исследования по спонтанному делению околоурановых элементов.
Степан Афанасьевич попросил меня сформулировать предложения о том, с чего надо начинать. Я предложил прежде всего вызвать из армии К. А. Петржака и вывезти из Ленинграда приборы и уран или организовать мне самому поездку в Ленинград за всем этим.
Мои предложения постепенно были осуществлены. . . В начале 1943 г. начались научные обсуждения по проблеме атомной бомбы более широкого масштаба и непосредственное оборудование лаборатории, в котором деятельное участие принимал Степан Афанасьевич Балезин» [31 Флеров Г. Я. Воспоминания об С. А. Балезине // Архив С. А. Балезина. Д. 8/8. Л. 27. Авторизованная машинопись.].
С. А. Балезин принимал участие и в подборе кандидатуры руководителя будущих работ. В конце концов выбор пал на И. В. Курчатова. Он был отозван с Северного флота, где занимался размагничиванием боевых кораблей, и ему было поручено возглавить исследования по ядерной проблеме. Вскоре по казанской группе ЛФТИ был издан приказ о создании специальной лаборатории. В нем, в частности, говорилось: «Организовать лабораторию в следующем составе: 1. Курчатов И. В., 2. Алиханов А. И., 3. Корпфельд М. О., 4. Неменов Л. М., 5. Глазунов П. Я., 6. Никитин С. Я., 7. Щепкин Г. Я., 8. Флеров Г. Н., 9. Спивак П. Е., 10. Козодоев М. С., 11. Джелепов В. П. ... В дальнейшем лабораторию именовать: „Лаборатория № 2“ ... Заведующим лабораторией № 2 назначить профессора И. В. Курчатова. . .» [32 Цит. по: Маркелова Л. П. Оружием творчества. М.: Политиздат, 1985. С. 124.]
В мае 1943 г. ГКО передал Лаборатории № 2 недостроенное здание Всесоюзного института экспериментальной медицины в Покровском-Стрешневе, на окраине Москвы. В подборе помещения для лаборатории и оснащении ее всем необходимым самое деятельное участие принимал С. А. Балезин. Это было очень сложным делом — ведь «речь шла не о каком-то открытии, изобретении или расшифровке секрета, а о создании новой отрасли науки, техники и промышленности» [33 Дёвшин Б. В. Советская наука... С. 109.]. Об этом вспоминал Степан Афанасьевич: «Первые наши шаги заключались в том, что мы попросили правительство разрешить въезд в Москву для работы над этой проблемой около 100 человек. Согласие правительства было получено немедленно. Первым был вызван проф. И. К. Кикоин (впоследствии академик, дважды Герой Социалистического Труда), по специальности физик, а затем со всех концов Советского Союза мы стали вызывать по мере требований И. В. Курчатова молодых ученых — химиков, физиков, математиков. Правительство не только беспрепятственно давало разрешение на их вызов, но и обеспечивало тут же квартирами в Москве и продовольственными карточками.