Для непосредственного руководства проектом были учреждены еще две организации. Первое Главное управление при Совете народных комиссаров отвечало за проектирование и строительство шахт, промышленных предприятий и исследовательских организаций атомной промышленности. Во главе управления встал Ванников, а Завенягин, Первухин и несколько других руководителей были его заместителями. В составе Первого Главного управления был учрежден Научно-технический совет (иногда называемый Техническим советом), его тоже возглавлял Ванников, а Первухин, Завенягин и Курчатов были назначены его заместителями.
Лаврентий Берия осуществлял свою работу не только через эти организации. Он имел своих представителей, известных как «уполномоченные Совета народных комиссаров», на каждом предприятии и в каждом научном учреждении, связанном с атомным проектом. Они сообщали Берии обо всем происходящем. Некоторые из них помогали директорам предприятий; присутствие других таило скрытую угрозу.
В расширенный урановый проект вливался поток не только офицеров НКВД, но и руководителей промышленности. Ванников, Завенягин и Первухин были весьма компетентными людьми. Подобно другим начальникам, привлеченным к проекту, они играли главную роль в превращении Советского Союза в индустриальную державу. В 1930-е годы они служили политике, лозунгом которой было «Догнать и перегнать Запад». Теперь перед ними стояла, казалось бы, такая же задача, но она была невероятно трудна.
Борис Ванников находился в смятении от возложенной на него ответственности. Он должен был организовать совершенно новую отрасль промышленности, опираясь на то, что говорили ему ученые, хотя он и не понимал, что они говорили. В начале сентября 1945 года он сказал Василию Емельянову, которого только что просил стать его заместителем в Первом Главном управлении:
Игорю Курчатову пришлось срочно организовать семинары, в задачи которых входило объяснение существа атомных проблем руководителям промышленности. На одном из таких семинаров Исаак Кикоин сделал доклад о разделении изотопов. Когда он закончил, Вячеслав Малышев, один из руководителей промышленности, обернулся к Емельянову и спросил: «Ты что-нибудь понял?» Емельянов шепнул ему, что понял мало, после чего Малышев вздохнул и признался, что он практически ничего не понял. Курчатов догадался об этом и начал задавать Кикоину вопросы таким образом, чтобы ответы на них были понятны руководителям промышленности.
«Манхэттенский проект» завершился успехом, и у Советского Союза была обширная информация о нем. На советские технические решения существенно повлияло то, что сделали американцы. Об этом свидетельствует выбор методов разделения изотопов, но еще в большей степени – конструкция первой советской атомной бомбы. В июне 1945 года Клаус Фукс передал подробности о плутониевой бомбе типа «Толстяк»: перечень компонентов и материалов, из которых она была сделана, все важнейшие размеры и набросок конструкции. Дополнительную информацию он передал в сентябре, а 18 октября Меркулов послал Берии пакет документации, в которой детально описывалась бомба. Юлий Харитон позднее охарактеризовал полученную информацию как достаточную для того, чтобы компетентный инженер смог воспроизвести чертежи бомбы.
Изучив данные, переданные Фуксом, Курчатов и Харитон решили использовать их при конструировании первой советской атомной бомбы. Сталин хотел получить ее как можно скорее, поэтому имело смысл воспользоваться американской конструкцией, ведь ее описание было под рукой. Конечно, все, что указывалось в сообщении, следовало проверить: проделать те же расчеты, провести всю теоретическую и экспериментальную работу.