И вот наступил решающий день испытания первой атомной бомбы в Советском Союзе. Все участвующие были напряжены до предела: понимали, что сегодня произойдет такое выдающееся событие, которое навсегда войдет в историю. Руководство тоже волновалось. Уже на рассвете стало известно, что из-за вероятного ухудшения погоды и возможной грозы время начала эксперимента — взрыв — перенесено на один час раньше (до этого планировалось произвести подрыв заряда в 8.00, то есть в 5.00 по московскому времени). За полчаса до взрыва С. Л. Давыдов нажал пусковую кнопку: механизм подготовки к взрыву пришел в действие. За минуту до подрыва заряда по команде И. В. Курчатова была нажата главная кнопка.

Вот как описывает Давыдов эти тревожные минуты, точнее секунды:

Как вспоминают свидетели взрыва, над опытным полем стояла стена пыли высотой в несколько километров и столь же протяженная. Ничего нельзя было рассмотреть, кроме нескольких ближайших сооружений. Увиденное поражало не красотой, а громадными масштабами явления.

Когда прошла ударная волна, наступило время проверки результатов эксперимента. Первым на поле выехал на специально оборудованном свинцовой защитой танке заместитель министра здравоохранения СССР А. И. Бурназян. Он имел схему сооружений, расположенных по северо-восточному радиусу поля. Проезжая мимо сооружений, Бурназян должен был в зависимости от отсутствия или наличия радиоактивности выпустить зеленую или красную ракету. Однако танк проходил рубежи 10 000, 5000, 3000 метров, а взлетали только зеленые ракеты. Наконец на 1800 метров выстреливается красная ракета, свидетельствующая о том, что появилась радиоактивность. Это означало и то, что разрешается выезд на поле.

Вслед за Бурназяном на поле выехали еще два танка, обшитые свинцовыми щитами. Их вели генерал-майор А. М. Сыч и полковник С. В. Форстен. Танки пересекли эпицентр взрыва и замерили радиоактивность на поле. Тут же группа разведчиков службы безопасности оградила флажками границы опасной зоны. Затем группы специалистов исследовали результаты воздействия взрыва на технику, вооружение, инженерные сооружения, постройки, животных. После этого по полю проехали руководители атомного проекта — И. В. Курчатов, А. П. Завенягин и их сотрудники.

В ходе контроля последствия взрыва происходили и трагикомические случаи. Так, например, при эвакуации животных с опытного поля один из солдат, увидев плитку шоколада, потихоньку съел ее. Однако на пункте дезактивации было замечено, что солдат радиоактивен более нормы. Сняли с него всю одежду — то же самое. Где же источник излучения? Когда поднесли радиометр к животу, источник выявился. Солдат был отправлен в госпиталь, где в течение нескольких дней подвергался многократному промыванию желудка. Через несколько дней его выписали из госпиталя: обошлось. Но бывают ведь и поздние последствия.

Часа через полтора после взрыва, когда пыль на поле рассеялась, стало видно, что ни башни в центре поля, ни жилых домов, в которых личный состав прожил несколько месяцев, ни промышленного цеха уже нет. Вздымались лишь столбы черного дыма от горевших складов нефтепродуктов. Были видны догорающие искореженные самолеты, сброшенный с опор железнодорожный мост, разрушенные постройки. Песок в радиусе нескольких сотен метров оказался сильно оплавленным. Кругом валялись изуродованные танки, орудия, другая боевая техника. Некоторые машины были отброшены на десятки метров от места, где они были поставлены.

Результаты атомного взрыва, его воздействие на боевую технику, инженерные укрепления, различного характера строения, животных, находившихся на территории полигона, уровни проникающей радиации — все свидетельствовало об успехе. Проведенный эксперимент показал (хотя и не по всем параметрам), что атомный взрыв соответствует теоретическим представлениям, а значит, открывает путь к созданию более мощных образцов атомного оружия. Советский Союз стал ядерной державой.

3 сентября 1949 года американский бомбардировщик В-29, совершивший очередной разведывательный полет в северной части Тихого океана близ границ СССР, при заборе пробы воздуха (такая задача ставилась всем самолетам, совершавшим разведывательные полеты в районах, граничащих с СССР) обнаружил повышенную радиоактивность. Проверка взятой пробы привела американских специалистов к выводу, что в СССР испытана атомная бомба. Известие об этом вызвало в Вашингтоне настоящий шок. Анализ радиоактивных образцов, произведенный американцами, показывал, что было испытано оружие на плутониевой основе и современной конструкции.

Президент Г. Трумэн и министр обороны Л. Джонсон, потрясенные провалом предсказаний и расчетов правительственных служб, с трудом верили фактам. Еще бы! Ведь комитет начальников штабов в 1946 году заверял президента, что «любая великая держава, начинающая с нуля и располагающая той информацией, которая ныне доступна, сможет осуществить эту цель в течение 5—7 лет, если она получит помощь в поставке и использовании специализированного оборудования и станков от наций, наиболее способных к производству атомных зарядов, и в период от 15 до 20 лет без такой посторонней помощи». И вот вместо 20 лет через каких-то 3 года в Советском Союзе появилось атомное оружие. Несмотря на то, что президент получил информацию об атомных испытаниях в СССР 12 сентября, он не решался сразу же объявить об этом. Только 23 сентября Г. Трумэн доложил кабинету и всей стране о происшедшем событии. По оценке Д. Лилиенталя, советское испытание «коренным образом изменило обстановку».

Но в Вашингтоне в это не хотели верить. Даже когда Трумэну 19 сентября 1949 года предоставили неопровержимые данные о появлении в СССР атомной бомбы, он отнесся к этому скептически. Он попросил каждого из членов специальной комиссии по атомной энергии дать свое личное подтверждение того, что русские «действительно смогли сделать это». Он всячески уклонялся от того, чтобы сделать официальное заявление об испытаниях атомной бомбы в СССР, хотя уже были признаки того, что эта новость, помимо Белого дома, просочится в печать. Известно, что он спросил у Лилиенталя, уверен ли тот, что «русские действительно имеют бомбу?» Лилиенталь подтвердил этот факт. Советники Трумэна настаивали, чтобы президент публично признал наличие в СССР атомного оружия. И только 23 сентября, почти через месяц после атомного взрыва на Семипалатинском полигоне, он сообщил миру: «Мы имеем свидетельства того, что несколько недель назад в СССР был произведен атомный взрыв». Это был тяжелый удар по американскому истеблишменту.

В СССР 25 сентября было опубликовано официальное сообщение: