لم يدعُ الحلفاء الاتحاد السوفيتي للمشاركة في تطوير السلاح الجديد. خلال الحرب، وصلت للسوفييت معلومات من جواسيس متطوعون مشاركون في مشروع مانهاتن حول المشروع، إضافة إلى مراقبة الفيزيائي النووي السوفيتي [[إيجور خرشاتوف]] بعناية لأسلحة الحلفاء. لذا، لم يتفاجأ ستالين حين أخبره ترومان في مؤتمر بوتسدام أنه يمتلك سلاح جديد قوي. مما جعل تروان يُصدم بعدم اهتمام ستالين. كان جواسيس السوفييت في المشروع من المتطوعين، ولم يكن منهم أحدًا من المواطنين السوفييت. كان [[كلاوس فوكس]] أبرز هؤلاء الجواسيس، وهو عالم فيزياء نظرية ألماني مهاجر شارك قديمًا في البرنامج النووي البريطاني، وكان ضمن البعثة البريطانية إلى لوس ألاموس. كان كلاوس من المشاركين بفعالية في إنتاج السلاح الجديد، ونقل تجربة ترينيتي إلى السوفييت.<ref>{{مرجع كتاب |الأخير=Brown |الأول=Anthony Cave |وصلة المؤلف= |الأول2=Charles B. |الأخير2=MacDonald |وصلة المؤلف2= |العنوان=On a Field of Red: the Communist International and the Coming of World War II |الناشر= Putnam |السنة= 1981 |المكان=New York |isbn= 978-0-399-12542-3 |oclc= 6421801 |ref=harv|الصفحة=626–627}}</ref> أما جواسيس لوس ألاموس الذين لا يعرف بعضهم البعض، كان منهم تيودور هال<ref>{{مرجع كتاب|الأخير=Albright|الأول=Joseph|العنوان=Bombshell: The Secret Story of America's Unknown Atomic Spy Conspiracy|السنة=1997|الناشر=Times Book|المكان=New York|isbn= 081292861X|المؤلف2=Marcia Kunstel }}</ref> وديفيد غرينغلاس.<ref>{{مرجع كتاب |الأخير=Radosh |الأول=Ronald |الأول2=Joyce |الأخير2=Milton |السنة=1983 |العنوان=The Rosenberg File: a Search for the Truth |المكان=New York |الناشر=Holt, Rinehart, and Winston |isbn=978-0-03-049036-1 |last-author-amp=yes |ref=harv |الصفحة=444}}</ref> جمع السوفييت المعلومات، ولكنهم لم يستفيدوا منها بجدّية لانشغالهم بالقتال في أوروبا.
في السنوات التي تلت الحرب، أصبحت قضية من له أحقية امتلاك الأسلحة النووية مثار اهتمام دولي. ونادى معظم العلماء الذين شاركوا في صنع القنبلة في لوس ألاموس إلى المراقبة الدولية للطاقة الذرية، سواء عن طريق منظمات دولية أو بتشارك المعلومات بين القوى العظمى، ولكن لانعدام الثقة في نوايا الاتحاد السوفيتي، عمل صانعيصناع القرار الأمريكيون على تأمين احتكار السلاح النووي الأمريكي. دعا [[برنارد باروخ]] في هيئة [[الأمم المتحدة]] الناشئة للتحكم الدولي في السلاح النووي، ولكن كان من الواضح للأمريكيين والسوفيت أنها محاولة لتقويض جهود السوفييت في هذا المجال. اعترض السوفييت على خطة باروخ،<ref>[http://history.state.gov/milestones/1945-1952/BaruchPlans U.S. State Department: The Acheson–Lilienthal & Baruch Plans, 1946] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20111015213809/http://history.state.gov/milestones/1945-1952/BaruchPlans |date=October 15, 2011 }}</ref> لتنهي بذلك أي مفاوضات فيما بعد الحرب مباشرة في مجال الطاقة الذرية، وقامت بمبادرات في سبيل حظر استخدام الأسلحة النووية بشكل عام. وضع السوفييت كل ثقلهم صناعيًا لتطوير أسلحتهم النووية الخاصة. كانت مشكلةالمشكلة الأوليالأولية تتمثلمتمثلة في الموارد، فليس هناك مناجم لليورانيوم في الاتحاد السوفياتي، كما أن الولايات المتحدة كانت قد عقدت صفقات لاحتكار أكبر وأنقى احتياطي يورانيوم معروف في [[الكونغو البلجيكية]]. لذا، لجأوا للتنقيب عنه في [[تشيكوسلوفاكيا]] التي أصبحت تحت سيطرتهم. كما بحثوا عنه في مناجم محلية تم العثور على احتياطات منه فيها بعدئذ. وبعد يومين من إلقاء القنبلة على ناجازاكي، أصدرت الولايات المتحدة تاريخًاتأريخًا تقنيًا رسميًا لمشروع مانهاتن من تأليف الفيزيائي هنري ديوولف سميث عُرف باسم «تقرير سميث»، كان هدفه تلخيص حجم المجهود والمنشآت المستثمرة في هذا المجال، كجزء من تبرير النفقات في زمن الحرب للرأي العام الأمريكي.<ref>{{مرجع كتاب | editor-last = Brown | editor-first = AC | editor-link =|editor2-first=C.B. |editor2-last=MacDonald | editor2-link = |السنة= 1977 | العنوان = Secret History of the Atomic Bomb | الناشر = Dial Press/James Wade | المكان =New York |isbn = 0-440-57728-4 |oclc = 4433564013 |ref= harv|الصفحة=xix}}</ref> استخدم [[لافرينتي بيريا]] المشرف على المشروع السوفيتي هذا التقرير كمخطط، وضاعف الجهود لإدراك ما وصل إليه الأمريكيون. استخدم السوفييت «المدن السرية» لتنفيذ منشآت كالتي في هانفورد وأوك ريدج،<ref>[http://www.globalsecurity.org/wmd/world/russia/secret-cities.htm "Secret Cities".] [http://www.globalsecurity.org GlobalSecurity.org]. Accessed August 2011.</ref> والتي اختفت من الخرائط حرفيًا للعقود التالية.
اتخذ السوفيت من [[ساروف]] موقعًا رئيسيًا يضاهي لوس ألموس الأمريكية، وتولى الفيزيائي يولي خاريتون قيادة الجهود العلمية لتطوير السلاح. وزّع بيريا علماؤهعلماءه بعناية كما فعل مع جواسيسه. عيّن بيريا عدة فرق من العلماء للقيام بنفس المهمات دون أن يعرف أي منهم وجود الآخرين. وإذا اختلفت نتائجهم، كان يجمعهم سويًا ليتناقشوا. كما استخدم معلومات الجواسيس كوسيلة للتحقق من صحة النتائج، بل ورفض بعض التصميمات الناجحة لأنه كان يهدف أن يصل إلى تصميم يفوق تصميم الأمريكيين قوة يتضاءل معها إنجاز الأمريكيين. كافح العلماء السوفييت أمام قيادة هذا المسؤول العنيد والجاهل علميًا. وفي 29 أغسطس 1949، أثمرت جهودهم عندما اختبر الاتحاد السوفياتي أول قنبلة ذرية له،<ref>{{مرجع ويب |الأخير=Peslyak |الأول=Alexander |العنوان=Russia: building a nuclear deterrent for the sake of peace (60th anniversary of the first Soviet atomic test) |المسار=http://en.rian.ru/analysis/20090831/155977682.html |مسار الأرشيف=https://web.archive.org/web/20120310141609/http://en.rian.ru/analysis/20090831/155977682.html |تاريخ الأرشيف=2012-03-10 |التاريخ=August 31, 2009 |الناشر=RIA Novosti |تاريخ الوصول=2016-08-13}}</ref> أطلق عليها اسم «[[إر ده إس - 1]]» في زمن قياسي فاق تقديرات الأمريكيين. أعلن الأمريكيون خبر القنبلة السوفيتية الأولى للعالم بعد أن رصدوا {{ال|تهاطل|نووي}} في [[سيميبالاتينسك]]. وبعد أن فقد الأمريكيين احتكارهم لللأسلحة النووية بدأت سياسة العين بالعين في [[سباق التسلح النووي]]. تباينت ردود الأفعال في الولايات المتحدة بين التوجس والخوف والتضحية بكباش الفداء، التي انتهت بالتأسيس للمكائد ال[[مكارثية]].<ref>{{مرجع كتاب | الأخير = Fried | الأول = Richard M. | السنة = 1990 | العنوان = Nightmare in Red: The McCarthy Era in Perspective | الناشر = Oxford University Press | isbn = 0-19-504361-8|الصفحة=41}}</ref> مما دفع ترومان إلى إعلان قرار ببدء برنامج عاجل لتطوير سلاح أقوى بكثير من ذلك الذي استخدمته الولايات المتحدة ضد اليابان، وهو {{ال|قنبلة|هيدروجينية}}.
