Szefem laboratorium został mianowany Igor Kurczatow, na poziomie zaś Politbiura odpowiedzialnym za program został Wiaczesław Mołotow. Wiosną 1943 roku Kurczatow przedstawił raport ze swojej analizy danych wywiadowczych NKWD, z których wynikała kluczowa rola plutonu jako podstawy broni jądrowej, w efekcie czego w ZSRR podjęto prace nad budową infrastruktury niezbędnej do produkcji tego pierwiastka. Nowego impetu radzieckiemu programowi jądrowemu nadał amerykański test nuklearny z 16 lipca 1945 roku oraz przeprowadzone krótko potem ataki atomowe na Hiroszimę i Nagasaki. 20 sierpnia 1945 roku utworzony został Specjalny Komitet ds. Jądrowych, którego przewodniczącym został Beria, sprawujący odtąd całkowity nadzór nad programem. Na podstawie zarządzenia nr 2227-567 Rady Komisarzy Ludowych z 29 sierpnia 1945 roku utworzono Pierwszy Główny Dyrektoriat (Pierwoje Gławnoje Uprawlenie – PGU), którego zadaniem było kierowanie programem, w którego prowadzenie zaangażowanych zostało wiele instytutów naukowych z wiodącą rolą Laboratorium Nr 2.