曼哈顿工程遭遇严重的人手短缺现象，因而请求美国陆军代为招募技术型士兵。1944年，克瓦尔和克纳米希一同前往橡树岭，那里的主要任务就是制造原子弹燃料，这被视为原子弹制造技术中最为困难的一环。克纳米希说，由于克瓦尔“负责健康安全事务”，驾车在这座大型建筑群内的各座大楼间穿梭，确保不致出现核辐射伤害员工，因而可以很自由地出入各处。
1945年6月，克瓦尔的职责范围更是拓展到了俄亥俄州西南部的代顿城的一些顶级秘密工厂。这些工厂负责提纯钚210，这是一种辐射材料，用于帮助启动原子弹的一系列反应。
除了克瓦尔，苏联高级间谍克瓦斯尼可夫和萨姆约诺夫(假名:特温)打入纽约，并且在加拿大成立了名为“后方”的地下组织。据驻伦敦技术间谍部前部长巴科夫斯基回忆，仅在英国就约有10名英国科学家向克里姆林宫提供情报。
当西方间谍的核谍报日益增多时，斯大林下令苏联也开始研究“铀问题”。1943年初，库尔恰托夫被任命为为苏维埃原子弹项目负责人。此时的库尔恰托夫手上已掌握了贝利亚的间谍们弄来的西方核研究的精髓。最初，苏联人对美国人的复杂计算无法检验，到1944年底，苏联研究人员所提炼出的金属铀不足3千克，库尔恰托夫就像一位高级教师，他先给专家们布置任务，然后打开保险箱将他们的结果与间谍们窃来的秘密文件对照，他的结论往往是“可惜不对，请再试试”。得益于苏联窃取的美国情报，他们至少节省了两年时间和2.5亿卢布的财力。当时，尽管美、英两国对这类间谍活动有所打击，如1946年英国情报机关破获了一个核武器间谍组织，逮捕了13名间谍，1949年福克斯被捕，但主要间谍仍得以潜伏。据克格勃老手巴利夫斯基披露，美国的核武器情报主要来源除福克斯外，当时还有一位高级科学家，假名珀苏斯，但此人至今未被识破。