Правительство продолжило свои консультации с учеными. Летом или осенью 1942 г. Иоффе, Капица, Хлопин и, наверное, Вавилов и Вернадский также были вызваны в Москву для обсуждения целесообразности возобновления ядерных исследований. В середине сентября в Москву вызвали Курчатова — вероятно, для разговора с Балезиным и Кафтановым. Одним из главных вопросов, требовавших решения, был вопрос о руководителе проекта. Кафтанов разговаривал об этом с Иоффе, которому было в то время 63 года, но тот отклонил предложение, сославшись на возраст, и рекомендовал в качестве кандидатов на этот пост Курчатова и Алиханова. Курчатов, если верить Кафтанову, имел репутацию ученого, не способного сконцентрировать свою энергию на одном проекте, но его сильно поддерживал Иоффе. Алиханов, который уже был членом-корреспондентом Академии наук, как физик был известен лучше. Курчатов и Алиханов приехали в Москву 22 октября. Алиханов «очень рвался к руководству этой работой», — писал Балезин. Курчатов же «произвел на нас весьма приятное впечатление, чего нельзя сказать об Алиханове». Кафтанов и Балезин рекомендовали на пост руководителя проекта Курчатова.
Вначале октября перед возвращением в Казань Курчатов подготовил памятную записку о возобновлении ядерных исследований и набросал список возможных участников. Первыми в этом списке были Алиханов, Кикоин, Харитон и Зельдович. Курчатов проехал по нескольким городам, куда были эвакуированы исследовательские институты, чтобы посмотреть, кого можно было бы привлечь к работе по урановой проблеме. В Свердловске он встретился с Кикоиным в его лаборатории в Уральском политехническом институте. «… Позже стало ясно, — вспоминал Кикоин, — что он имел поручение прозондировать возможность привлечь меня к новой тематике».
Курчатов вернулся в Казань 2 декабря 1942 г., в тот самый день, когда Энрико Ферми получил цепную ядер-ную реакцию в ядерном котле в Чикаго. Курчатов теперь отрастил бороду, это делало его похожим на священника, и когда друзья подшучивали над ним, он говорил, что не сбреет бороды, пока «фрицы» не будут побиты. С тех пор у него появилось прозвище «Борода». В это время у Курчатова произошла «глубокая душевная перестройка», как свидетельствует его друг Анатолий Александров, который долго беседовал с ним по его возвращении в Казань. Груз новой ответственности накладывал на него свой отпечаток: он был удивлен, почему более известные физики, такие, как Иоффе или Капица, не были поставлены во главе работ, и обеспокоен тем, что недостаток авторитета у него как у физика может повредить проекту.
Беседы с Кафтановым не определили ни будущего ядерных исследований, ни окончательного назначения Курчатова. В сентябре или октябре 1942 г., как вспоминает Михаил Первухин, заместитель председателя Совнаркома и народный комиссар химической промышленности, Молотов ознакомил его с данными разведки о зарубежных ядерных исследованиях. По словам Молотова, Сталин хотел узнать соображения Первухина о том, что должно быть сделано в связи с этими сообщениями. Первухин ответил, что с этим материалом нужно ознакомить физиков, которые изложили бы свое мнение. Молотов, однако, предложил Первухину опросить ведущих физиков о том, что они знают о зарубежных исследованиях, и выяснить, какие исследования велись в Советском Союзе. Другими словами, ученых не собирались знакомить с разведывательными материалами.
9 января 1943 г. Курчатов вернулся в Москву. Вместе с Алихановым и Кикоиным он впервые встретился с Первухиным. Жизненный опыт Первухина сильно отличался от Курчатовского. Он вступил в партию большевиков в 1919 г. в возрасте 15 лет. Получил образование инженера-электрика и во время чисток быстро поднимался по служебной лестнице в руководстве промышленности. По всем отзывам, он был умным и компетентным человеком. Курчатов рассказал Первухину, что ядерная физика указывает на «возможность осуществления мгновенной цепной реакции в уране-235 с выделением громадной энергии». Вероятно, продолжал он, что немецкие ученые пытаются создать атомную бомбу и что нацисты, таким образом, могут получить в свои руки оружие огромной разрушительной силы. Ученые Физико-технического института неоднократно обсуждали эту возможность между собой и были обеспокоены секретностью ядерных исследований в Германии. Сам Курчатов поддержал предложение Флерова возобновить работу по урановой проблеме, но не мог судить, возможно ли ее проведение в трудных условиях военного времени.
Первухин попросил Курчатова, Алиханова и Кикоина представить ему памятную записку об организации исследований по ядерной физике, разделению изотопов и ядерным реакторам. Трое ученых быстро составили эту записку, и Первухин передал ее Молотову, указав, что предложения физиков заслуживают серьезного отношения. Несколькими днями позже Первухину и Курчатову было поручено разработать меры по возобновлению ядерных исследований, а кроме того, Курчатова попросили представить информацию о возможности создания атомной бомбы и времени, необходимом для ее производства.