В октябре — ноябре по предложению правительства Курчатов готовит записку о возобновлении работ по ядерной физике. После ее рассмотрения в ГКО И. В. Курчатову и другим ученым, в числе которых Ю. Б. Харитон, Я. Б. Зельдович, И. К. Кикоин и А. И. Алиханов, Г. Н. Флеров, вместе с М. Г. Первухиным поручают представить план мероприятий по началу этих работ.
28 октября Игорь Васильевич пишет жене в Казань: «Работы очень много… Дней на 10 задержусь в Москве». 11 ноября: «…думаю задержаться в Москве до 5 декабря». Вернулся он в Казань 2 декабря 1942 года, в тот самый день, когда в 15 часов 25 минут по чикагскому времени Энрико Ферми впервые в мире осуществил цепную реакцию деления урана в реакторе, построенном им в США, открыв тем самым путь к созданию атомной бомбы.
Вспоминая то время, академик А. П. Александров позднее писал:
«В сентябре 1942 года, прилетев в Казань из Сталинграда, Курчатова я не застал. Когда он вернулся из Москвы, сказал мне: „Будем продолжать работы по ядерной физике. Есть сведения, что американцы и немцы делают атомное оружие“. — „Как же это во время войны такую штуку разворачивать?“ — „А сказано, чтобы не стесняться, делать любые заказы и немедленно начинать действовать“.
Позже он перебрался в Москву. И вскоре с фронта и из разных городов стали вызывать к нему физиков. Дошла очередь и до меня» {10}.
Когда советские войска перешли в наступление под Сталинградом, ГКО принял окончательное решение о начале работ по «урановому проекту». «Руководители нашего государства, — вспоминал М. Г. Первухин, — сразу приняли предложения ученых. Буквально через несколько дней нам поручили начать дело. И в дальнейшем, когда в процессе работы мы докладывали руководителям партии и правительства, нас очень внимательно слушали и вникали в каждый вопрос. Даже было беспокойство со стороны Сталина. Он придавал большое значение решению атомной проблемы» {11}.
В конце 1942 года по указанию Сталина состоялось специальное заседание ГКО. На заседание были приглашены А. Ф. Иоффе, Н. Н. Семенов, В. Г. Хлопин, П. Л. Капица и молодой И. В. Курчатов. Выступивший тогда академик Иоффе высказал предположение, что для реализации такой задачи необходимо самое малое 10 лет.