Задача новых ведомств формулировалась и широко, и конкретно: централизованное руководство работами по созданию советского ядерного оружия. Первым этапом этих работ должно было стать изделие, вскоре получившее название РДС-1, — первая отечественная атомная бомба. Сроки выполнения — кратчайшие. Степень секретности — самая высокая.
Деятельность ПГУ разворачивалась по множеству направлений: геологоразведка, машиностроение, новые химические производства, строительство дорог и предприятий, бурное развитие научных исследований. Вложения требовались колоссальные.
Даже от такой промышленно развитой, очень богатой страны, какой Соединенные Штаты стали к 1945 году, Манхэттенский проект, то есть создание первой в мире атомной бомбы, потребовал большого напряжения интеллектуальных и технических сил, огромных финансовых вливаний. Например, только для проведения физических исследований на первой стадии работ необходимо было около сорока тысяч долларов, а для так называемых «промежуточных экспериментов» — около ста тысяч долларов (цены даны на 1940 год). Эти цифры помогают понять, что затраты на весь проект были поистине огромными даже для США: американские военные эксперты оценили их в два миллиарда долларов.
СССР не обладал такими финансовыми возможностями. Создание отечественного ядерного щита было результатом прежде всего героического труда миллионов людей, защищавших не только свою страну, но и весь мир. Они работали в чрезвычайно тяжелых условиях, которые диктовались жесткими, очень сжатыми сроками реализации атомного проекта. Нехватку материалов, отсутствие технологий и наукоемких производств приходилось компенсировать невероятным напряжением человеческих сил.
При таких условиях особенно необходимы были четкость и слаженность действий различных отраслей и ведомств, хорошая организация труда, правильное его разделение между участниками и высокая эффективность их индивидуальной работы. Поэтому руководителями основных направлений работы ПГУ назначались люди, обладавшие огромными организационными возможностями, прекрасно зарекомендовавшие себя на руководящих должностях в годы первых пятилеток, во время Великой Отечественной войны.
Первым «атомным» наркомом стал Б. Л. Ванников, возглавлявший в военные годы наркомат боеприпасов. А. П. Завенягин, заместитель наркома НКВД, начальник 9-го Управления, руководивший строительством двух советских промышленных гигантов — Магнитки и Норильского металлургического комбината — был назначен первым заместителем Ванникова. П. Я. Антропов возглавил работу по геологии — разведка и разработка залежей урановых руд становились предметом особого внимания, так как сырья для производства делящихся материалов еще не было. Огромная работа предстояла химикам — в ПГУ вошел А. Г. Касаткин, заместитель наркома химической промышленности. Вся работа управления при ее очевидном авральном характере должна была вестись в рамках планового хозяйства. Поэтому
Н. А. Борисов, заместитель начальника Госплана, также входил в состав ПГУ со дня его создания. Обеспечение жесткой дисциплины и режима секретности требовало участия служб безопасности — в первый состав ПГУ был введен П. Я. Мешик, заместитель наркома внутренних дел.
Среди множества всех первоочередных проблем самым ответственным и самым сложным направлением работ все очевиднее становилось производство делящихся материалов — тех, из которых должны были быть изготовлены детали ядерного заряда. В 1966 году Эдвард Теллер писал: «Производство расщепляющихся материалов — самый трудный момент в создании атомной бомбы. Когда страна достигает этого момента и успешно осуществляет производство, то можно считать, что через несколько месяцев она будет обладать бомбой».
К проблеме создания промышленности по производству делящихся материалов научное руководство советским атомным проектом, образовавшее в 1946 году так называемый Научно-технический совет ПГУ (его возглавил И. В. Курчатов), проявляло особо пристальное внимание. Получение плутония и обогащенного урана сопряжено с созданием высокотехнологичной индустрии, конструированием и изготовлением невиданного до того сложнейшего оборудования, измерительных и высокоточных контрольных приборов, привлечением десятков тысяч высококвалифицированных специалистов из разных отраслей науки и промышленности. В кратчайшие сроки требовалось построить несколько крупнейших сверхсовременных комбинатов, технология производства на которых была известна в СССР к 1946 году лишь в самых общих чертах. Однако тот факт, что прежде всего понадобятся совместные усилия больших коллективов металлургов и строителей, являлся несомненным.