Практическим результатом решений этого совещания в свете секретных протоколов, подписанных на Ялтинской конференции 11 февраля 1945 года Молотовым, Хэллом и Иденом, было также поручение заместителю начальника 1-го (разведывательного) управления НКГБ Короткову договориться с представителями разведслужб США и Англии о выдаче СССР командного состава власовской армии, в частности Жиленкова, в обмен на передачу англичанам и американцам интересовавших их немецких генералов и адмиралов.
Была ещё одна тема, которой Судоплатов занимался в годы войны, связанная с созданием в СССР атомного оружия.
Осенью 1939 года Лубянка получила сведения, что ведущие немецкие ученые-физики под руководством профессора Шумана были объединены в «Урановое общество» при управлении армейских вооружений. Научным центром атомных исследований стал Берлинский физический институт, а его ректором назначили профессора Гейзенберга.
К участию в научных разработках были подключены физико-химические институты Гамбургского, Лейпцигского, Грейфсвальдского, Гейдельбергского и Ростокского университетов. Начались теоретические исследования возможности создания атомного реактора с использованием урана и тяжелой воды. Аналогичные работы, по данным советских резидентур, начались в Великобритании и США, имея своей конечной целью создание атомного оружия.
Полученная информация тут же была доведена Сталину, поручившему Академии наук СССР изучить эту проблему и высказать своё суждение.
Специально созданная комиссия под председательством академика Хлопонина пришла к заключению, что создание такого оружия возможно теоретически, но вряд ли осуществимо на практике в ближайшем будущем. Тем не менее она рекомендовала Совнаркому и научным учреждениям отслеживать научные публикации западных специалистов по этой проблеме.
Хотя правительство и не выделило средств на атомные исследования, начальник подразделения научно-технической разведки НКВД Квасников направил ориентировку резидентурам в Скандинавии, Германии, Англии и США, обязав собирать всю информацию по разработке «сверхоружия» — урановой бомбы.
В марте 1942 года Берия предложил Сталину создать при Государственном Комитете Обороны научно-консультативную группу из видных ученых и ответственных работников для координации работ научных организаций по исследованию атомной энергии. Он также просил разрешить ознакомить видных советских ученых с информацией по атомной проблеме, полученной агентурным путем, для последующей оценки.
Верховный дал согласие и предложил, чтобы независимо друг от друга несколько из них дали заключение по этому вопросу.
Инициативу наркома поддержали, академики Иоффе и Капица и профессор Курчатов. Сталин встретился с ними на своей даче в Кунцево, где окончательно убедился в реальной возможности создания атомного оружия. Более того, он настолько проникся мощным разрушительным потенциалом нового оружия, что в октябре того же года предложил дать кодовое название плану советского контрнаступления под Сталинградом — операция «Уран». Впоследствии во многих сталинских идеях и предложениях присутствовал этот внутренний мотив, непонятный собеседникам.
В феврале 43-го Верховный подписал постановление правительства об организации работ по использованию атомной энергии в военных целях. Возглавил её Молотов.
Тогда же было принято решение ввиду важности атомной проблемы сделать её приоритетной в деятельности разведки НКВД. Берия первоначально выступал в качестве заместителя Молотова и отвечал за вопросы обеспечения военных и ученых разведывательной информацией. Он приказал Судоплатову познакомить Иоффе с Курчатовым, а также Кикоина и Алиханова с научными материалами, полученными агентурным путем, без разглашения источников информации.
К весне в Академии наук СССР создали специальную лабораторию № 2 по атомной проблеме, руководителем которой назначили Курчатова. Получив от НКВД доклад о первой цепной ядерной реакции, осуществленной в США профессором Ферми, он обратился к Совнаркому с просьбой поручить разведорганам выяснить там ряд важных вопросов о состоянии атомных исследований.
На следующий год было принято решение, что координация деятельности разведки по атомной проблеме поручается НКВД. В этой связи под началом Судоплатова создали группу «С», которая позднее, в 1945-м, стала самостоятельным отделом. По решению правительства отдел «С» являлся рабочим аппаратом бюро № 2 Спецкомитета правительства СССР по «проблеме № 1». Квалифицированные специалисты и ученые, работавшие в нём, регулярно докладывали о получаемых разведывательных материалах на заседаниях комитета и научно-технического совета, возглавляемых наркомом боеприпасов генералом Ванниковым.
Курчатов и ученые его группы часто бывали у Берии, обсуждая вопросы организации работ в соответствии с получаемой от НКВД информацией. Они же поставили перед Сталиным вопрос о замене Молотова Берией в качестве руководителя всех работ по атомной проблематике.