2. Dünya Savaşı'nın başlamasıyla birlikte, Amerika Birleşik Devletleri hükümeti, atom bombası geliştirmek için bir araştırma programı başlattı. Oppenheimer, bu projenin başına geçti ve Los Alamos, New Mexico'da bulunan gizli bir araştırma laboratuvarında çalıştı. Burada bilim insanları, Trinity Testi olarak bilinen ilk nükleer patlamayı gerçekleştirdiler ve ardından Hiroşima ve Nagazaki'ye atom bombaları atıldı.
Ancak Hiroşima ve Nagasaki'ye atılan atom bombalarının insanlık tarihindeki etkileri ve etik sorunları nedeniyle Oppenheimer, sonraki yıllarda projedeki rolüyle ilgili tartışmalara maruz kaldı.