В декабре 1946 года в СССР был запущен первый (экспериментальный) атомный реактор, для работы которого потребовалось 45 тонн урана. Для запуска промышленного реактора, требовавшегося для получения плутония, было нужно еще 150 тонн урана, которые были накоплены только к началу 1948 года.
Испытательные пуски реактора начались 8 июня 1948 года под Челябинском, но в конце года произошла серьёзная авария, из-за которой реактор был остановлен на 2 месяца. При этом была произведена ручная разборка и сборка реактора, в процессе которой облучились тысячи человек, включая участвовавших в ликвидации аварии членов руководства советского атомного проекта Игоря Курчатова и Авраамия Завенягина.
10 килограммов плутония, необходимых для изготовления аналога американской атомной бомбы, были получены в СССР к середине 1949 года.
29 августа 1949 года первая отечественная атомная бомба, являвшаяся копией американской плутониевой бомбы, взорванной в Нагасаки, успешно прошла испытание на Семипалатинском полигоне. Руководителям работ Лаврентию Берии и Игорю Курчатову были присуждены звания Почетный гражданин СССР.
Ряд учёных, участвовавших в проекте – Курчатов, Флёров, Харитон, Хлопин, Щелкин, Зельдович, Бочвар, а также Николаус Риль, стали Героями Социалистического труда. Все они были удостоены Сталинских премий, а также получили дачи под Москвой и автомобили «Победа», а Курчатов – автомобиль «ЗИС». Звание Героя Соцтруда получили также — один из руководителей советской оборонки Борис Ванников, его заместитель Первухин, замминистра Завенягин, а также ещё 7 генералов МВД, руководивших атомными объектами. Руководитель проекта Берия был награждён орденом Ленина.