12 июня 1941 г. Бюро ОФМН приняло решение о проведении очередной конференции по атомному ядру в Ленинграде в ноябре 1941 г. [13. Док. № 100]. Но через десять дней началась война. В июле-августе основные физические институты Ленинграда и Москвы были эвакуированы в Казань. Риановский циклотрон был оставлен в Ленинграде. ФИАН сумел доставить в Казань действующую модель мощного циклотрона, но по началу для неё не было ни места, ни электроэнергии. После знаменитого распоряжения ГКО № 2352сс от 28 сентября 1942 г., подписанного Сталиным, о начале советской ядерно-оружейной программы [13. С. 269—270] И. В. Курчатов сообщал А. Ф. Иоффе о фиановской модели циклотрона и о том, что «С. И. Вавилов выразил согласие передать всю аппаратуру циклотрона (т. е. этой модели —
Осенью 1942 г., когда основные ядерные лаборатории находились в эвакуации в Казани, правительство СССР приняло решение о возобновлении работ по урановой проблеме и по созданию урановой бомбы. Ключевую роль в подготовке этого решения сыграли С. В. Кафтанов и А. Ф. Иоффе, и вполне естественно, что выбор на место руководителя ядерной лаборатории пал на И. В. Курчатова. Вспомним, что более, чем за два года до этого, Иоффе уже предлагал поручить Курчатову «общее руководство проблемой в целом» [13. С. 135]. Ядро курчатовской команды составили физтеховцы, отчасти риановцы и химфизики. Когда уже в Москве работа «Лаборатории № 2» была достаточно продвинута, С. И. Вавилов рекомендовал своим ядерщикам И. М. Франку, Е. Л. Фейнбергу и Л. В. Грошеву принять участие в атомном проекте [3. С. 148].
Но наиболее значительным в ядерную физику и атомный проект оказался вклад ФИАНа по следующим пунктам [3. С. 143—144]: 1) В. И. Векслер открыл в 1944 г. принцип автофазировки — теоретическую основу циклических ускорителей, в сотни раз более энергичных классических циклотронов; дальнейшие достижения ФИАНа в деле сооружения ускорителей нового поколения был весьма велик; 2) эффект Вавилова — Черенкова стал основой счётчиков заряженных частиц («черенковские счётчики»), получивших большое распространение в экспериментальной ядерной физике (особенно, в 1950‑е гг.); 3) в конце 1940‑х — начале 1950‑х фиановцы в лице И. Е. Тамма, А. Д. Сахарова, В. Л. Гинзбурга и др. сыграли решающую роль в создании термоядерного оружия и разработке программы управляемого термоядерного синтеза.
Что касается С. И. Вавилова, то с декабря 1946 г. он уже в должности президента АН СССР возглавил учёный совет при Президиуме АН СССР по изучению атомного ядра и использованию атомной энергии, который координировал научные исследования для целей атомного проекта, в частности,— по радиоизотопной тематике.