В день начала войны Курчатов принимает решение оставить ядерную физику и применить свои способности в сфере конкретных военных разработок. Он советует своим молодым коллегам поступить так же и принести своей стране пользу более непосредственным образом. Флёров присоединяется к его решению. Он вступает в корпус добровольцев и в течение четырех месяцев учится на инженерных курсах Военно-воздушных сил, после чего участвует в создании автоматической системы выхода самолетов из штопора. Другие его соратники нашли военное применение своим знаниям в электронике, радиосвязи и различных областях противовоздушной обороны. Остальные занялись эвакуацией своих лабораторий в отдаленные районы страны и перестройкой их для работы по военным проектам. Эксперименты были приостановлены, планы заморожены, оборудование сдано на склады. Советская ядерная физика погрузилась в спячку.
Большинство физиков приспособилось к сложившейся ситуации. Один Флёров не смог этого сделать. Худой, истощенный, преждевременно облысевший, он напоминал птицу своим застывшим взглядом, длинным носом и выступающим подбородком. Его друзья знали о его бессоннице и опасности, которую она представляет для его здоровья. Продрогший от холода в промерзшей библиотеке в Йошкар-Оле, в восьми сотнях километров к востоку от Москвы, он не прекращал попыток проникнуть в загадку ядерной энергии, просчитывая и заново перепроверяя свои расчеты цепной реакции. Мысль о том, что немцы, будучи в авангарде ядерных исследований, при наличии мощного промышленного потенциала наверняка смогут добиться успеха в создании атомной бомбы, приводила его в отчаяние. Неужели наиболее приоритетной является сейчас работа по самым насущным задачам? Окажут ли советские физики больше помощи своей стране, если станут использовать свои знания в уже достаточно известных областях техники, или лучше, чтобы они совместно разрабатывали новые, революционные научные проблемы? То, что они делали, несомненно, было полезным, но это могли бы делать и многие другие, в то время как то, что физики-ядерщики уже сделали, могло быть продолжено только ими же. Флёровым все больше и больше овладевала мысль о том, что его уход из лаборатории в войска был большой ошибкой.
В таком настроении он пишет письмо Иоффе, который эвакуировался вместе со своим Ленинградским физико-техническим институтом в Казань, пытаясь убедить его в том, что следует без промедления возобновить атомные исследования. В ответном письме Иоффе приглашает его приехать к нему в гости в столицу Татарии, находящуюся в ста шестидесяти километрах к юго-востоку, и подготовить доклад для Академии наук. Флёров берет недельный отпуск, в ноябре 1941 года едет в Казань и готовит досье для Иоффе, Капицы и всего ареопага академиков, собранных для работы в университете. Отреагировав весьма положительно на аргументы Флёрова, пожилые академики отказались принимать положительные решения. Речь не может идти о том, чтобы в военное время выделять огромные человеческие и материальные ресурсы, необходимые для создания атомной бомбы. Флёров возвращается к себе с пустыми руками.
Но есть люди, которые никогда не отказываются от своей идеи. К таким относился и Флёров. В следующую ночь он составляет продиктованное отчаянием письмо к своему наставнику Курчатову, в котором делится своей тревогой и информирует его, что, согласно его расчетам, два с половиной килограмма урана могут произвести взрыв, равный по мощности взрыву ста тысяч тонн динамита. Он считает, что Курчатов не может бросить на полпути исследования в области атомной энергии, что все могли бы вернуться в осажденный Ленинград и продолжить работу над бомбой. Но Курчатов, всецело поглощенный программой размагничивания судов, был, видимо, слишком занят и не ответил на письмо1.