1939年9月26日，德國軍備規劃局在柏林組建了由著名物理學家維爾那·海森貝格、奧托·哈恩爲首的核研究機構——鈾協會，這標誌着德國正式將“鈾規劃”納入了軍事科研軌道。1940年5月，德國征服挪威和比利時，由此控制了歐洲惟一以工業規模生產重水的挪威維蒙克工廠，並獲得了比利時礦業聯盟公司庫存的1200噸精選鈾礦，這個數量幾乎佔當時世界鈾礦總數的一半。1940年12月，德國建成了它的第一個研究性原子反應堆，並掌握了金屬鈾的提煉技術。
爲了阻止德國的研究計劃，英國決定實施破壞行動。他們決定首先摧毀維蒙克工廠的重水儲備設施，從而斷絕德國生產核武器的重要原料。爲此，他們制定出一個代號爲“新手”的作戰計劃，空投傘兵並炸燬維蒙克工廠。但由於天氣和使用滑翔機經驗的不足，致使行動失敗，40多名傘兵全部犧牲。
1943年2月26日，英國又實施了新的代號爲“炮手”的計劃。6名特工被祕密空投到維蒙克工廠附近的地區，他們潛入守衛森嚴的工廠，將炸藥安放在工廠的要害部門——重水濃縮車間，然後迅速撤離。德軍生產重水的主要設備和一噸左右的重水被摧毀了。不料，僅僅八個月後，德國就恢復了重水的生產。但這次行動的成功還是爲盟軍的最後勝利贏得了寶貴的時間。
隨着更多國家的介入和更多戰場的開闢，形勢對德國越來越不利，德國加速了對原子彈的研製工作。1943年，盟軍總司令艾森豪威爾命令美國駐歐洲的空軍轟炸維蒙克工廠，這次轟炸給維蒙克工廠以致命的打擊，使其幾乎完全喪失了生產能力。面對這種局面，德國也迅速作出決定，把祕密儲藏的重水和生產設備運回德國繼續工作。盟軍獲悉了這一消息後，馬上作出反應。他們很快就搞到了重水和設備運輸所行的路線，並派出特工在運輸輪船所經過的深水區放好了定時炸彈。當德國的運輸輪載着那些“寶貝”經過時，炸彈準時爆炸了，重水和設備全部葬身海底。盟軍在經歷了千難萬險後，終於徹底摧毀了德國的原子彈製造計劃。
