1940年4月9日5時許，2000名躲在停泊於丹麥朗厄利尼附近運煤船裏的德軍突然衝上岸來。緊接著，德軍主力部隊通過萊斯威格-霍爾斯坦地區進入丹麥半島，於黎明之前越過了邊境線。在德國的突然襲擊下，丹麥很快失陷。與此同時，挪威也落入德軍之手。當年5月，德國人占領了挪威維莫克化工廠，法國的重水供應被切斷。德國人的用心昭然若揭。
美國和英國最高當局一下子麵臨兩個危機：一是世界上最權威的原子科學家之一玻爾被德國控製；二是生產重水的挪威維莫克化工廠也為德軍所占領。這是否意味著德國可能先於盟國製造出原子彈呢？羅斯福和丘吉爾對此憂心忡忡。英國當時的外交大臣哈利法克斯勳爵不無憂慮地指出：“這意味著希特勒決意將恫嚇付諸實施。”
早在1939年，國際科學家們流傳著小道消息說，凱瑟·威廉研究所正在進行一項廣泛的企圖分裂原子的試驗。而希特勒在閃擊歐洲之初就四處散播有關德國秘密武器的消息。他多次聲稱：“我們將使用一種別人不知道的而又能保護自己免受攻擊的武器。”英國的情報機構也認為美、英、俄以及西歐物理學家的腦子裏藏著原子彈的雛形。英國軍界普遍的看法是，最有可能把部件組裝成原子彈的國家是德國。對德國發現鏈式反應起決定性作用的奧托·哈恩認為，轟擊原子核是可能做到的，隻是代價巨大。在當時，首要的條件是要有一個獨裁者統治的集權國家，獨裁者可以調用全國的人力、物力和財力投入到製造原子彈的巨大工程中去。而條件最具備的是希特勒，他不可能坐失良機。
1939年9月初，庫爾特·迪博納爾領導的德軍陸軍部已經把德國的裂變研究集中於它的管轄之下。庫爾特·迪博納爾請了一位名叫埃利希·巴奇的年輕理論物理學家和另外兩位物理學家共同籌劃召開了一個秘密會議，討論一項武器工程的可行性。
9月16日和9月26日，德國科學家在柏林連續開了兩次會議，討論製造原子彈的可行性，並製定了所謂“從事利用核裂變實驗的準備工作計劃”。會議決定，由世界上最權威的原子科學家之一玻爾的得意門生維爾納·海森堡主持理論研究工作，巴奇負責測量氚的撞擊截麵以確定重水使第1代中子減速的有效性，哈特克負責研究同位素的分離。其他人則分別進行實驗以確定其他重要的核參數。陸軍部將把1937年建成的設備精良的威廉大帝物理研究所接管過來，並且給它撥出了足夠的資金。
同年10月，英安全協調局列出了一份“德國一直在進行試驗的武器”的清單，其中，從滑翔魚雷、彈道火箭到“利用原子彈能作為高爆炸藥”一應俱全，而原子武器被赫然列在第一位。情報部門的首腦斷定，希特勒在可能的情況下，將使用空中力量和“可能使用帶有新的秘密炸藥的炸彈”來摧毀英國。這絕非危言聳聽，德國確實在加緊進行核武器的研製工作。
與此同時，大家都把注意力集中在玻爾和挪威的維莫克工廠。因為，重水是用於取得鈾235製作過程中控製原子核反應的理想減速劑。但當時盟國沒有獲得足夠量的重水，且提煉重水則需要一年半時間，隻好用石墨作代用品。而英國的報告證實一個名叫漢斯·休斯的德國物理學家在小規模的試驗中已成功地將重水用作控製原子核反應的減速劑。德國陸軍部估計一座反應堆大約需要5000公斤重水。1939年初，挪威的維莫克化工廠是世界唯一的重水生產中心，而它的產量每月隻有10公斤。
英國安全協調局首腦斯蒂文森一直關注著德國的原子彈研究。1939年，他在一項有關法本財團的研究中發現，這家德國化學聯合企業已悄悄地向挪威維莫克化工廠投資，條件是法本財團擁有無限期的專利購買權和化工廠的年產量增加10倍。1939年12月，即在法本財團正式提這項重要要求的一個月之後，法國諜報機關派遣斯蒂文森的朋友——銀行家雅克·阿利爾去了挪威維莫克化工廠，要求該廠為約裏奧·居裏（居裏夫人的女婿）正在主持試驗的一個原子反應堆提供重水。1940年2月，維莫克化工廠向巴黎供應了第一批重水。