1943年春天，普林斯頓大學的科學家們被轉移到洛斯阿拉莫斯的實驗室，費曼非常不放心阿琳。項目主持人羅伯特·奧本海默在洛斯阿拉莫斯以北60英裏的阿布奎基找了一所醫院，讓阿琳住在那裏，這樣她的丈夫就可以安心工作。
每個周末，費曼都驅車趕到阿布奎基，與阿琳待在一起。一周當中的其他日子，一對年輕夫婦就互相寫信。就是在這種奇特而充滿悲劇色彩的情況下，兩個人也從來沒有失去過機智和幽默。
離原子彈試爆越來越近了，阿琳的病情卻在逐步地惡化。1945年6月16日，她去世了，那時他們結婚才三年，離第一次核爆炸隻有一個月了。
費曼陪她度過了生命的最後一刻，可是他很麻木，仿佛失去了知覺。他對自己的缺乏感情感到很吃驚。幾個星期以後，當他路過一家商店的時候，看到了一件連衣裙，他想要是阿琳穿上一定很美。這時他才突然悲從中來，他失聲痛哭，無法自抑。
在理查德一生當中，阿琳一直都是他思想中的核心人物。她教會了他欣賞藝術和音樂；他不斷地夢見她，並且給她寫信。她去世兩年後的一封信是這樣開頭的：“我愛你，甜心。”接下來理查德寫道：“我遇到了很多好姑娘，我也不想老是孤單一人，可是見過兩三次麵之後她們就都隨風而去了。隻有你是我的。你才是真的。我最愛的妻子，我愛你。”
可是就在這樣感情充沛的時候，他那愛逗趣的天性也不能完全受到壓製。在信的結尾，他寫上：“又及：請原諒我沒有寄出這封信，可是我不知道你的新地址。”
到了晚年，當有人問費曼一生最自豪的是什麼事時，他說那就是“我能用盡我所能的愛去愛我的第一位妻子”。
二戰期間
當第二次世界大戰在歐洲爆發但美國還沒有參戰時，就有很多人主張要激起愛國心準備參戰。報紙上大量刊載商人自願前往紐約州的普拉茲堡從事軍事訓練等的報道。
費曼開始想自己也應該做一些貢獻才對。他的一位朋友摩裏斯·梅耶當時正在陸軍通信隊，他帶著費曼到紐約的通信部隊去見一位上校。
“長官，我想報效國家，既然我有科技頭腦，也許能做些什麼。”費曼講道。
“唔，你最好直接到普拉茲堡的新兵訓練營接受基本訓練。然後我們才能用你。”上校說。
“可是難道沒有什麼方法可以更直接地運用我的才能嗎？”
“沒有，這是軍隊的紀律，必須按著一定的規矩來。”上校回答很嚴格。
費曼感到沒有再好的辦法，就轉身走出來然後坐在公園裏考慮應該怎麼辦。他反複地想：或許貢獻自己最好的方法還是照他的規矩來。幸好，他想得多了一點，自言自語道：“去他的！我要等一段時間。也許會有什麼事發生，到時候也許會自然用我。”
不久，費曼的機會真的來了。在普林斯頓發生一件令人興奮的大事。陸軍崔契爾將軍來演講，他說：“我們必須要有物理學家！物理學家對陸軍太重要了！我們需要三位物理學家！”
當時，人們當然還很少知道什麼樣的人是物理學家。這是因為人們對物理學了解不多，即使是愛因斯坦在當時也是以數學家著稱，所以聽到有人需要物理學家是一件很稀奇的事。費曼想：“這可是我報國的機會。”於是，他以自願者的身份到了陸軍部隊。
費曼去的是費城的法蘭克福兵工廠，製造一個像恐龍一般的機器：一個用來引導大炮的機械計算機。當天空有飛機飛過時，炮手從望遠鏡裏看到它們，而這個機械計算機，可預測飛機的去向。在那個時候，那還稱得上是研製最漂亮的機器。它最重要的創意是雖然機器裏有非圓形齒輪，但卻能吻合，而且齒輪的半徑可以改變。後來，這種機器很快就過時了。不久，電子計算機就問世了。
剛來工廠的那一天，陸軍部隊的人講了很多關於物理學家對陸軍有多麼重要的話。然後，他們要費曼做的第一件事就是檢查齒輪的設計圖，看數字算得對不對。這項工作花了很長一段時間。然後，這個部門的領導漸漸地認識到費曼的才能，並開始和費曼討論一些問題。
法蘭克福有一個機械工程師設計一個產品，很長時間未能完成。有一次，他設計了一個全是齒輪的盒子，其中有一個直徑20公分左右的大齒輪，上麵有6條輻條。這個人興奮地問：“你看怎麼樣？你看怎麼樣？”
站在他旁邊的老約翰回答：“很好！你隻要在每條輻條上做一個讓軸穿過的地方，這樣齒輪才能轉！”原來這家夥設計了一個軸從輻條之間穿過！
老約翰繼續說下去，告訴他們有一種叫軸承通過器的東西。那是大戰期間德國人的發明，用以逃避英國人的掃雷艇，以免他們發現德軍控製水雷的鋼索，而水雷就在水麵下麵某一深度。有了這種軸承通過器，英軍的掃雷艇便能順利通過德軍的鋼索而發現不了任何東西。但老約翰並不真的要那名機械師弄得如此複雜，他應該重新設計把軸承裝置裝在別的地方。
每隔一段時間軍方就派一位中尉軍官來視察，老約翰告訴他們由於他們是個平民單位，這位中尉比他們當中任何的官階都要高，並叮囑：“千萬不要告訴中尉任何事情，一旦他開始認為他知道我們在做些什麼，他就會給我們很多指示，然後把事情都搞壞了。”
那時費曼正在埋頭設計，中尉來時，他假裝不知道自己在做什麼，隻是奉命行事而已。
“你在這裏做什麼？費曼先生？”中尉好奇地問。
費曼故意含含糊糊地回答：“我在這裏畫一連串的線，然後我得從中心點依照這個表測出不同的距離，然後把它列出來……”
“那麼，這是什麼東西？”
“我想是個凸輪。”事實上，這個東西是費曼正在設計的一種機械，但他假裝不知道。
中尉無法從任何人那兒得到任何東西，所以費曼他們的工作進展得很順利，在製做這個機械計算機的過程中沒有受到任何幹擾。
一天中尉又來了，他問了一個簡單的問題。“假如偵察員和炮手不在同一個地點，你們會怎麼處理？”
這個問題使費曼他們大吃一驚。事實上，這個中尉卻提出了一個費曼他們恰恰遺漏的重要問題，而這個問題會使得整個工作變得一團糟，成了一個難以收拾的爛攤子。
暑期來臨時費曼接到第一個真正的設計工作：一個可以把一組點畫成一條連續曲線的機器，它來源於英國新發明的用來追蹤飛機的“雷達”。那才是費曼生平第一次做機械設計，所以總有些擔心自己不成功。
他去找了那些布置這項工作的人。他說：“你是機械工程師，我對機械工程是外行，而我剛接下這份工作。”
“那並沒什麼，”那人說：“你瞧，我告訴你。要設計這些機器你必須知道兩個原則。首先，每個軸承的摩擦力有多大，每個齒輪接合點的摩擦力是多少？從那些數字，你就能算出需要多大力才能推動這個東西。其次，當你有齒輪比例時，例如2比1，而你不知道應該做成多少齒時，你可用以下方法決定：你去查一下波士頓的齒輪目錄，選擇位於列表中間部分的齒輪，數字高的這一端齒太多很難製造。如果他們能做出更細的齒輪，他們會把表上的數字提得更高。列表上數字低的這一端齒輪的齒數太少容易斷。所以最好的設計都采用列表中間部分的齒輪。”
費曼從設計那台機器中得到很多樂趣。隻是從表的中間部分確定齒數，把它和其他技術結合起來，費曼也可以成為一名機械工程師了。
軍方並不希望費曼在暑期結束後返回普林斯頓攻讀學位。他們一直對他灌輸愛國思想，並且答應如果他留下，將讓他做一整套的計劃。
問題是要設計一個類似先前的那種機器。他們稱之為導彈器，但費曼認為這個問題較簡單。因為炮手會跟蹤在同一高度的另一架飛機的後麵。他的機器會自動使炮管傾斜到正確的角度並且點燃引信。
身為此計劃的主持人，費曼可能要飛到亞伯丁去取射擊表。無論如何，他們已經有了一些預備資料。他注意到飛機可能飛行的大部分高度的材料他們都沒有。因此便打電話去問為什麼沒有有關飛行高度和引信資料，其結果是讓他們使用火藥引信，而不是定時引信，這種引信在那種高度都不能用，因為它們在稀薄的空氣中會熄滅。
費曼試圖改變引信在不同高度空氣裏的燃燒點，沒有成功，而引信對於一個能在正確時刻引爆的機器來講太關鍵了，因此，費曼感到這種工作太難了。隻好罷休，所以就回普林斯頓了。
曼哈頓計劃是費曼研究生涯的起點。在洛斯阿拉莫斯，剛剛研究生畢業的費曼躍躍欲試，他獲得了一個難得的機會，同一批最偉大的物理學家和數學家一起工作，他們包括：奧本海默、漢斯·貝特、恩裏科·費米、愛德華·泰勒，還有約翰·馮·諾曼。
在此之前，費曼發現自己總是跟貝特唱反調。貝特當時已經是一位知名度較高、很受尊敬的物理學家。當貝特說出一個費曼不同意的觀點時，費曼總是公開地強烈地表示反對。
經過貝特耐心解釋他的推理過程，費曼才能平靜下來。可是等到下次觀點出現分歧時，這個過程又會重複一遍。貝特一點也不生氣，相反，費曼深入的思維給他留下了很好的印象，因此他對費曼產生了一種尊敬。
貝特讓費曼到自己手下來工作，讓他做了計算組的組長。於是費曼成了幾位組長當中最年輕的一位。在那個時候，所有的計算都是由人工完成的，要使用對數表和笨重的機械計算器。在費曼的領導下，計算組的工作效率大幅度提高，老科學家們的工作都要依賴這些計算結果，所以他們對費曼的工作非常滿意。
讓老科學家們滿意的還有費曼那卓越的能力，他能運用邏輯來分析一切複雜問題，找出主要因素，並簡單明了地說明需要解答的關鍵問題。令他們同樣滿意的是這位年輕的科學家對物理學那富於感染力的熱情。
很快，貝特就自豪地宣稱：“費曼能做任何事情，所有的事情。”
奧本海默也表示：“他是這裏最才華橫溢的年輕物理學家，……他有著非常吸引人的性格與個性，……他是一個優秀的教師，對物理學的各個方麵都有著熱烈的感情。”
親自參與了釋放毀滅性的核能量，又看到摯愛的妻子去世，這使費曼陷入了深深的憂鬱，這種情形持續了差不多兩年。他不知道自己的憂鬱在多大程度上來自於原子彈，又在多大程度上來自於他深愛的阿琳的去世。但是他不能進行物理學研究了，他的創造靈感枯竭了。
因此，戰後，費曼來到了大學開始了他的教書生涯。
教書生涯
第二次世界大戰以後，費曼在貝特的推薦下，被康奈爾大學聘為教授，講授數學物理課程。
對於費曼的教學生涯來說，父親對他早年的訓練是無價之寶。最重要的是，麥爾維爾在他身上灌注了一種對於大自然的美的讚歎和欣賞，並使他產生了與他人分享這種感受的灼人的欲望。
他的學生如此來形容費曼的課：
聽費曼講課確實是一種觸電的經曆。在講台上，他總是處於動態，正如他喜歡談論的原子一樣。他像個舞蹈演員一樣昂首挺胸地在台上走來走去，他的胳膊和雙手劃出複雜而優美的弧線，配合著他的語言。他的聲音時高時低，用來證明他的論點。總而言之，他能牢牢地抓住聽眾的注意力。