当时，欧洲战云密布，各大国为争夺世界霸权，积极扩军备战，新式武器接踵推出。原子弹这种杀伤力极大的超级武器问世的可能性，自然引起各国科学界和战略界的极大关注。谁率先掌握这种超级武器，谁就能迅速从根本上打破旧的力量平衡，掌握影响战争进程和结局的战略主动权。于是，各主要国家为率先掌握原子武器，展开了一场国际性技术竞赛。随着第二次世界大战的爆发和扩大，这场规模巨大的国际竞赛，愈益疯狂，引人注目。
在研制原子弹的国际竞争第一阶段，德国处于领先地位。这首先由于德国拥有欧、美第一流的科学家和实验室，提出核能换算公式的核物理学权威爱因斯坦就是德国人。德国的核技术应用研究也起步较早。当时有关核能研究的优秀论文，多数出自德国物理学界。1939年4月，德国陆军兵工署收到物理学权威普·哈特克教授的正式报告，明确说明核物理学的新发展可以使人们生产出一种比普通炸药威力大许多倍的新型爆炸物，率先掌握它的国家将拥有不可逾越的军事优势。不久，哈恩和史特莱斯曼也向军方报告铀裂变可以导致一种全新的能源应用于工业生产，也可以作为一种威力无比的爆炸物应用于军事。
纳粹军方根据这些报告，召集核物理学权威们开会，制订原子武器研究计划，并成立了一批专门研究机构，如原子俱乐部、德国铀协会等。这些机构都直属德国国防军军械局武器部管辖。原来领导核研究的帝国研究委员会，也从教育部下辖机构中分离出来，改组为具有军事性质的核能研究中央协调机构。许多最著名的核物理学家相继被延揽入德国的原子武器研究计划。如著名物理学家魏茨泽克主持柏林原子俱乐部的研究工作；哈特克主持研究重水生产和用离心法分离铀同位素；诺贝尔奖获得者布雷格也领导一个负责分离同位素的实验室；另一个诺贝尔奖获得者，威廉物理研究院院长海森堡则负责全盘计划和各方面协调。