1943 жылы Оппенгеймер Манхэттен жобасының ғылыми директоры болып тағайындалды және Лос-Аламос ұлттық зертханасының бірінші директоры болды. Оның жетекшілігімен ядролық физиктердің халықаралық тобы 1945 жылы 16 шілдеде әлемдегі алғашқы атом бомбасын жасап, сәтті сынақтан өткізді.