К этому времени уже существовала Урановая комиссия АН СССР, о чем разведка не знала, а академики в свою очередь и не подозревали о наличии научно-технического направления в советской разведке.

Теперь все зависело от Сталина, и он решил объединить усилия ученых и разведчиков. В конце 1942 года состоялось специальное заседание ГКО. В нем участвовали крупные ученые А. Ф. Иоффе, Н. Н. Семенов, В. Г. Хлопин, П. Л. Капица и молодой заведующий лаборатории И. В. Курчатов. Иоффе и Капица отказались от предложения Сталина возглавить работу по атомной тематике и предложили кандидатуру Курчатова.

В феврале 1943 года была создана Лаборатория № 2 при АН СССР, руководителем которой был назначен И. В. Курчатов, ставший к этому времени академиком. Он пригласил к себе Ю. Харитона, И. Кикоина, Я. Зельдовича и Г. Флерова.

По линии разведки ответственным за получение атомной информации был назначен Л. Р. Квасников. Он встретился с Курчатовым, который сказал ему:

Внешняя разведка разработала крупномасштабную операцию по проникновению в зарубежные научно-исследовательские центры и на промышленные объекты. Она называлась несколько необычно: «Энормоз», что в переводе означало "Нечто страшное и чудовищное". К участию в ней было допущено всего несколько человек: в центральном аппарате начальник разведки П. М. Фитин, его заместитель Г. Б. Овакимян, Л. Р. Квасников и переводчик с английского языка Е. М. Потапова; в нью-йоркской резидентуре — резидент В. М. Зарубин, сотрудники С. М. Семенов, А. С. Феклисов, А. А. Яцков; в лондонской резидентуре — ее руководитель А. В. Горский и его помощник В. Б. Барковский.

К этому времени президент США Ф. Рузвельт и премьер Англии У. Черчилль договорились о планах совместного создания ядерного оружия и обмене научной информацией по этой проблеме. Усилия ученых были объединены под названием "Проект Манхэттен". Американцы сумели ассигновать крупные финансовые средства на этот проект. Что касается Англии, то там не только не смогли выделить такие деньги, но и поняли, что в их стране, постоянно подвергаемой опасности немецких бомбардировок, разворачивать эти работы очень опасно. Воспользовавшись этим, американцы стали ограничивать передачу информации Великобритании, а затем, под видом обмена научными делегациями, переманили к себе ведущих ученых британского проекта "Тьюб Эллойз" Г. Бете, Э. Вигнера, Э. Теллера, Э. Ферми, Р. Пайерлса и других.

На главных объектах "Проекта Манхэттен": хэнфордском и ок-риджском заводах, а также в Лос-Аламосской лаборатории (штат Нью-Мексико) разрабатывались конструкции атомной бомбы и технологический процесс ее изготовления. Для сохранения всех этих работ в тайне американские власти приняли беспрецедентные по тем временам меры безопасности и конспирации. Об этих работах знал весьма ограниченный круг лиц. Достаточно сказать, что даже вице-президент США Гарри Трумэн узнал о них, лишь вступив в должность президента после кончины Рузвельта. Крупнейшие ученые, занятые в проекте, числились под чужими именами и фамилиями, сотрудники лабораторий — под номерами и даже не имели водительских прав на свое имя. Они находились под неослабным наблюдением ФБР и военной контрразведки, не имели права покидать свои квартиры после 22 часов, их телефонные переговоры постоянно прослушивались. Под особым контролем оказались ученые специалисты неамериканцы. Даже письма от родственников они получали по анонимному адресу: "Армия США, п/я 1663". Ученым из Лос-Аламоса лишь по выходным дням разрешалось выезжать в близлежащие курортные городки Альбукерке и Санта-Фе. Посторонним же, даже местным жителям из штата Нью-Мексико, не позволялось появляться вблизи ядерного объекта. Внутри городка разрешалось переходить из лаборатории в лабораторию только в сопровождении охранника.

Все эти, а также другие меры безопасности позволили впоследствии руководителю "Проекта Манхэттен" генералу Гровсу авторитетно заявить: "Мы создали такую систему защиты, сквозь которую даже мышь не смогла бы проскочить". Ну что ж, может быть, мыши там и не шастали, а что касается советской разведки…

Главная стратегическая задача операции «Энормоз» заключалась в том, чтобы помочь советским ученым сократить срок создания собственной атомной бомбы и сделать так, чтобы в своих исследованиях и экспериментах они не пошли по неправильному пути. Для этого следовало проникнуть в святая святых "Проекта Манхэттен" — Лос-Аламосскую лабораторию с ее абсолютной закрытостью и жестким режимом секретности.

Задача ставилась еще шире: предполагалось найти подходы через родственников и знакомых к главному разработчику американской атомной бомбы Роберту Оппенгеймеру и его ближайшему помощнику, всемирно известному итальянскому физику Энрико Ферми. Об Оппенгеймере было известно, что в молодости он был дружен с членами компартии США, оказывал им финансовую помощь, а в годы Гражданской войны в Испании поддерживал левых, и по этим причинам его не хотели допускать к участию в атомном проекте. Однако именно генерал Гровс, призванный защищать проект от проникновения нежелательных элементов, сумел доказать необходимость участия Оппенгеймера в разработке атомной бомбы.

Чтобы направить работу нью-йоркской резидентуры в нужное русло, туда был командирован в качестве заместителя резидента Л. Р. Квасников. Он сумел доказать Зарубину, что резидентура в первую очередь должна заниматься не политической, а научно-технической разведкой. Созданная им самостоятельная группа имела своего шифровальщика и автономную связь с Москвой. В нее был включен самый опытный разведчик, бакалавр технических наук С. М. Семенов. Кроме того, по настоянию Квасникова, в Лос-Анджелесе, Вашингтоне и Сан-Франциско были введены должности помощников резидента по научно-технической разведке.

Советской разведкой были охвачены почти все объекты американского "Проекта Манхэттен". В Чикагской лаборатории, разрабатывавшей «начинку» для атомных бомб, был приобретен весьма ценный источник — крупный ученый «Млад», который вскоре, по приглашению Р. Оппенгеймера, переехал на работу в Лос-Аламос. На заводе в Хэнфорде были завербованы два ученых-физика — «Анта» и «Аллен»; агент «Фогель» освещал ход строительства атомных предприятий; наконец, в Лос-Аламосе начал действовать еще один агент «Калибр» — инженер Дэвид Гринглас. Он работал в цехе, изготавливавшем приборы и инструменты для сборки бомбы и хорошо разбирался в ее конструкции. Именно он первым сообщил, что в Лос-Аламосе разрабатываются два вида атомной бомбы — урановая и плутониевая.

В 1943 году по предложению Оппенгеймера в состав английской научной миссии при "Проекте Манхэттен" был включен известный своими теоретическими исследованиями по атомной бомбе немецкий ученый Клаус Фукс. До этого он проживал в Англии. После нападения Гитлера на СССР он по собственной инициативе предложил свои услуги советской разведке и был завербован под кличкой «Чарльз». Через полгода работы на заводе в Ок-Ридже, на котором производился уран-235, Клаус Фукс был переведен в Лос-Аламос, где, таким образом, оказались уже три советских агента — «Млад», "Чарльз" и "Калибр".

Но наличие ценных агентов в самом необходимом месте — это далеко не все. Наиболее уязвимым звеном в работе разведки является передача секретных материалов. Квасников организовал дело так, что агенты фотографировали документы у себя на работе и передавали непроявленную пленку, которую в случае опасности можно было засветить.

Проводить встречи в самом Лос-Аламосе было невозможно, и они проходили в курортных городках Санта-Фе и Альбукерке. Для этой цели резидентурой использовались агенты-связники «Стар», "Раймонд", «Лесли», "Оса" и другие. Работа их была нелегкой и опасной. Известен и неоднократно описан случай с «Лесли» — Леонтиной-Терезой Пэтке, она же Леонтина Крогер, она же Леонтина Коэн — известной разведчицей, Героем Российской Федерации. Имея при себе материалы от агента, она подверглась полицейскому контролю у вагона поезда. Пытаясь якобы найти куда-то запропастившийся билет, она сунула полицейскому в руки пакет с прокладками, в котором была спрятана пленка. Когда поезд начал отходить, и она вскочила на подножку вагона, вежливый полицейский вернул ей пакет с бесценным грузом.