Официальный допуск к работе с секретными сведениями будущий «отец атомной бомбы» получил лишь в конце июля 1943 года, после того, как Гровс направил начальнику армейской инженерной службы Южно-Тихоокеанского округа категорическое послание, в котором потребовал оформить Оппенгеймеру допуск «независимо от тех сведений о нем, которые есть в вашем распоряжении» (Роберт незадолго до того переспал с Джин Тэтлок, чем в очередной раз привлек к себе внимание спецслужб). Оформление допуска ничего не изменило в работе Оппенгеймера, но оно подтверждало его благонадежность или как минимум отсутствие крупных претензий со стороны правительства. Аванс требовал отдачи. Для того чтобы окончательно очиститься от подозрений, нужно было каким-то образом подтвердить свою лояльность. Он решил рассказать Гровсу о предложении, поступившем от Джорджа Элтентона, и во время последовавшего вскорости приезда в Беркли повторил свой рассказ лейтенанту Лайаллу Джонсону, возглавлявшему местную секретную службу.
Вышло не очень-то гладко. Намереваясь очиститься от подозрений, Оппенгеймер навлек на свою голову новые. Капитан Борис Пэш, курировавший Манхэттенский проект, вцепился в нашего героя, как терьер в крысу. Пэш был сыном русского православного священника, направленного на служение в Калифорнию. С 1913 по 1920 год он жил в России и успел повоевать против большевиков в рядах Белой армии. До Второй мировой войны Пэш был преподавателем физкультуры и бейсбольным тренером в Высшей школе Голливуда в Лос-Анджелесе, а с ее началом был призван в армию, где за два года продвинулся до руководителя контрразведки Южно-Тихоокеанского округа (помог богатый жизненный опыт).
Пэш был уверен, что Оппенгеймер замешан в шпионаже. Начал он издалека с вопросов о том, с кем был связан Элтентон и через кого он передал свое предложение Оппенгеймеру, а затем начал «стягивать сеть». Дошло до утверждения, что Оппенгеймер «играет ключевую роль в попытках Советского Союза получить с помощью шпионажа особо секретную информацию, имеющую жизненно важное значение для безопасности Соединенных Штатов» (цитата из отчета одного из подчиненных Пэша). Решающую роль в защите Оппенгеймера сыграли Гровс и капитан военной разведки Джон Лэнсдейл, руководивший обеспечением безопасности лаборатории в Лос-Аламосе. Лэнсдейл считал нашего героя «фанатичным республиканцем» и благонадежным гражданином, который не очень тщательно выбирал знакомых. Лэнсдейл смог убедить Оппенгеймера, что тот должен назвать имя посредника между ним и Элтентоном; так в протоколы допросов попало имя Шевалье, которого он не хотел подставлять под удар. Были названы и некоторые другие имена. Поняв, что дело может принять плохой оборот, наш герой постарался сделать все возможное, чтобы остаться в проекте, который стал главным делом его жизни. И это ему удалось. Британский физик Джеймс Лесли Так, посетивший Лос-Аламос в начале 1944 года, писал впоследствии об Оппенгеймере следующее: «Божьей милостью американское правительство выбрало подходящего человека. Его обязанности заключались не в том, чтобы проводить глубокие оригинальные исследования, а в том, чтобы вдохновлять на их проведение. Для того чтобы быть выше групповой конкуренции и объединять всех, требовалось большое знание науки и ученых. Личность меньшего масштаба не смогла бы справиться с такой задачей».
После того как 2 декабря 1942 года в «Чикагской поленнице» была запущена первая цепная реакция, иначе говоря, была доказана возможность управления реакцией ядерного распада, главной задачей стало получение необходимых количеств урана и плутония. В первом случае расчетная величина равнялась шестидесяти килограммам, а во втором – пятнадцати. Использование отражателей, которые возвращали бы улетавшие в атмосферу нейтроны обратно, теоретически могло бы снизить критическую массу урана до пятнадцати килограммов, но и это количество было труднодостижимым. Изначально было решено вести работу по обоим направлениям – урановому и плутониевому. Уран был лучше изучен, а плутоний имел меньшую критическую массу (правда, пока еще не было определено ее точное значение). Да и вообще, две бомбы лучше, чем одна.
В конструкции бомбы предполагалось использовать «пушечный метод», предложенный в меморандуме Фриша и Пайерлса. «Начинку» делили на две неравные части. В нужный момент меньшая часть выстреливалась в бо`льшую, и таким образом создавалась сверхкритическая масса расщепляемого вещества. Урановая бомба «Малыш», сброшенная на Хиросиму, была бомбой пушечного типа.
Данный метод создания субкритической массы не очень-то подходил для плутониевой бомбы, поскольку имел гораздо более высокий нейтронный фон (уровень излучения нейтронов), что создавало опасность преждевременного запуска цепной реакции еще до соединения частей заряда.