第一個工業(yè)反應堆和放射化學工廠“燈塔”，在烏拉爾地區(qū)車里雅賓斯克往北100公里克什特姆市附近開始投建。反應堆的工程項目由化學機器制造研究院院長多列扎利負責；將鈾充填到反應堆里則由庫爾恰托夫親自負責；整個中心，即后來聞名遐邇的“原子城”車里雅賓斯克─40的建設工作，由第一總局局長萬尼科夫負責，建設的規(guī)模非常宏大。
1947年，又有三個“原子城”破土動工：兩個在斯維爾德洛夫斯克州，這兩個“原子城”負責對鈾同位素進行工業(yè)分解；一個在高爾基州，這個“原子城”負責制造钚彈和鈾彈。負責這些工程項目的科學家現(xiàn)在都是舉世聞名的科學家，而在當時，他們的名字是保密的。
1948年夏天，反應堆才開始工作。蘇聯(lián)所收集到的鈾，包括原先被淘汰、剔除的有缺陷的、含有雜質的鈾塊，全部都被充填進反應堆里了，這在后來導致了一些鈾塊“膨脹起來”，導致了事故的發(fā)生和反應堆最終停止工作。負責修理的工作人員時常遭受過度的輻射。“燈塔”放射化學工廠開始從“燒盡了的”鈾塊中分解钚，由于沒有等到短衰期的鈾分裂物完全衰變，放射化學家遭受了過度的輻射。古西科娃教授，1947─1953年曾經在車里雅賓斯克─40“原子城”工作過，不久前她提供了一份材料證實：當時，在分解钚的實驗室里“工作的基本上都是年輕姑娘，這群姑娘每天都沉浸在特別大的危險之中，并且她們中間登記在案的放射病病例就有 120例，這種放射病被人們叫做‘钚肺硬化’”。當時，“燈塔”放射化學工廠的廢料流入一條叫“捷恰”的小河，導致當?shù)卮笈r民患上了輻射病。
1949年6月，蘇聯(lián)才積聚了10公斤钚。1949年8月29日，蘇聯(lián)第一顆原子彈終于試爆成功。根據從來都未曾公開過的最高蘇維埃的命令，一大批參加了制造蘇聯(lián)原子彈的人員獲得了蘇聯(lián)政府的獎賞，榮獲最高獎賞——社會主義勞動英雄稱號和金星獎章的科學家是庫爾恰托夫、弗廖羅夫、哈里頓、曉爾金和多列扎利。
1950年，蘇聯(lián)原子能規(guī)劃的發(fā)展進入了一個新的、更加復雜的階段——建立原子彈武器庫并研制氫彈。臨近 1952年，蘇聯(lián)又建成了 5個更大的工業(yè)反應堆，在14個礦產地開采鈾礦，斯維爾德洛夫斯克分解鈾同位素工廠，專門生產用于鈾彈的鈾─235。蘇聯(lián)開始建造第一個裝配有原子能發(fā)動機的潛水艇并建造第一個原子能發(fā)電站“442工程”。1953年8月12日，蘇聯(lián)又成功地進行了以固態(tài)氚化鋰─6為熱核燃料的第一顆氫彈試驗。正是原子彈和氫彈的威力才保證了蘇聯(lián)超級大國的地位，這一地位現(xiàn)在部分地被俄羅斯繼承了下來。