К концу мая 1948 года основной монтаж был закончен. Сотрудники комбината приступили к проверке механизмов и систем контроля реактора. Все это время на Базе-10 жили И. В. Курчатов и Б. Л. Ванников, почти полгода провел там и Н. А. Доллежаль. Ветеран ПО «Маяк» В. И. Шевченко приводит в своих воспоминаниях такие цифры: на реакторе было смонтировано 1400 тонн металлоконструкций, 3500 тонн оборудования, 230 километров трубопроводов. Монтажники уложили 165 километров электрокабелей, поставили 2745 единиц запорно-регулирующей аппаратуры и 3800 приборов.
В начале июня 1948 года в графитовой кладке были размещены технологические каналы, обозначаемые в документации буквами ТК; в них должны были загружаться урановые блоки (в оболочках из алюминия или его сплавов). После этого прошла тщательная проверка системы отвода тепла, или теплосъема: работа насосов, подача воды и ее прохождение по всем ТК и водоводам, включая сброс отработанной воды в промышленное озеро. Теперь можно было начинать загрузку урановых блоков в тысячу ТК.
Эта трудоемкая операция выполнялась круглосуточно, с особой тщательностью и под контролем самых высоких лиц. «Атомный нарком» Б. Л. Ванников лично следил за ходом работ, его рабочее место находилось в центральном зале реактора. Он вместе с И. В. Курчатовым и руководителями комбината и реактора «А» принимал участие в загрузке урановых блоков.
Для загрузки реактора предназначалось пятьсот тонн сверхчистого урана. Это количество было получено с большим трудом — месторождения урановых руд на территории СССР в нужной мере еще не разведали и не разработали. Очень пригодились те самые сто тонн немецкого урана, которые в 1945 году вывезли из Германии специально откомандированные туда Ю. Б. Харитон и И. К. Кикоин с сотрудниками.
Наконец загрузка ТК была завершена. Проведены все контрольные проверки систем защиты, расходов и температуры воды, дозиметрические измерения в помещениях. Физики под руководством И. С. Панасюка, научного руководителя реактора, с помощью специальной аппаратуры вели непрерывный контроль параметров, определяющих начало цепной реакции. Вечером 7 июня 1948 года И. В. Курчатов, лично находясь за пультом управления реактором, провел важный эксперимент — так называемый физический пуск. В его ходе проверялась возможность вывода уникальной промышленной установки на устойчивый технологический режим.
В. И. Меркин так описывает этот волнующий момент: «Положение командира и главного оператора у пульта управления занял И. В. Курчатов. Следя за показаниями пусковой физической аппаратуры, рядом стоял И. С. Панасюк. Около пульта, наблюдая, находились Б. Л. Ванников, Е. П. Славский, Б. Г. Музруков, В. И. Меркин и несколько дежурных по смене.
Подача воды в реактор прекращена. И. В. Курчатов, нажимая на кнопку, постепенно извлекает последний стержень. И. С. Панасюк постоянно информирует о росте во времени показаний от импульсной ионизационной камеры. На основании этой информации Курчатов выдвигает стержень еще и еще до тех пор, пока не получает сигнал о начале экспоненциального разгона нейтронной мощности реактора и об отклонении гальванометра в штатной системе измерения потока нейтронов, пока все не замечают, что с уклоном слегка вверх поползла линия на ленте самописца мощности и заработали щитовые указатели доз радиации.
Курчатов погасил цепную реакцию только тогда, когда мощность реактора достигла 10 кВт. Это было в 0 часов 30 минут 8 июня. Всех присутствующих охватило радостное волнение, когда Курчатов громко сказал: “Физика реактора в порядке”. Все находившиеся в комнате 15 (так называлась пультовая) подошли к И. В. Курчатову и горячо поздравили с успехом. Заключительными словами Курчатова были: “Но это не все, впереди решающей будет не только физика, но и техника, технологическая схема”».
Физический пуск реактора завершился успехом. Теперь нужно было подготовиться к его работе в условиях, когда в ТК присутствует охлаждающая вода. Этот этап занял около двух суток. Однако после подачи воды выяснилось, что для начала реакции необходимо дополнительно загрузить в ТК урановые блоки. 10 июня эта операция, проводившаяся последовательно, с перерывами и проверками, была завершена. Пришлось догрузить примерно пятую часть от проектного объема урана. В восемь часов вечера 10 июня реактор достиг критического состояния, чуть позже вышел на уровень мощности в один мегаватт и проработал сутки.
Началась подготовка к заключительной стадии — к промышленному пуску. Ожидание важнейшего события было настолько волнующим, ему придавалось такое значение, что в течение считаных дней специально созданные бригады провели благоустройство территории вокруг реактора. На ней были посажены бесхозные яблони, оставленные колхозниками, которых отселили из зоны. И вот там, где совсем недавно высились горы строительного мусора и виднелась неровная поверхность разрытой земли, раскинулся цветущий сад. Он стал словно символом успешного завершения труднейшей работы. 19 июня 1948 года в 12.45 И. В. Курчатов начал выводить реактор с нулевой мощности на проектную — сто мегаватт. Это значение было достигнуто 22 июня.