Die wirkliche Gefahr, die von diesem Reaktor-Brandfall in Leipzig ausgegangen war, hatte man wohl noch nicht auf dem Schirm. Um jedoch zukünftig derartige Vorfälle auszuschließen, beschloss man bei weiteren Versuchen das Uran-Pulver durch festen Uran-Guss zu ersetzen.
Heisenberg errechnete, dass für eine erste kritische Kettenreaktion etwa zehn Tonnen Guss-Uran und fünf Tonnen schweren Wassers benötigen würden. Die verschiedenen Forschungsgruppen arbeiteten jedoch nicht kooperativ zusammen, sondern eher gegeneinander. Natürlich war einer der Gründe für diese Konkurrenz auch die mangelnde Verfügbarkeit von Uran, schwerem Wasser und natürlich von Geld. Es ist daher auch nicht verwunderlich, dass jeder seine Ergebnisse für sich behielt und dass daher heute nicht alle Forschungsresultate überliefert sind.
Am 23. Oktober 1943 wurde der Physikprofessor Walther Gerlach zum Leiter der Fachsparte Physik im Reichsforschungsrat ernannt und damit Leiter des Uranprojekts. Zum Jahreswechsel übernahm Gerlach auch den Posten als Bevollmächtigter für Kernphysik von Esau, der sich bei der Leitung der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft und bei Albert Speer unbeliebt gemacht hatte. In der Folgezeit versagte Gerlach die ihm verfügbaren Gelder den Forschungsprojekten mit militärischen Anwendungsbereichen, wie dem Uranprojekt oder den mittlerweile einsetzbaren Teilchenbeschleunigern, und setzte sie stattdessen vor allem für Projekte der Grundlagenforschung ein. Andererseits verhinderte er, dass die deutschen Physiker zum Wehrdienst eingezogen wurden. Gerlach hatte mit seiner finanziellen Verweigerungspolitik einen weiteren großen Stolperstein für das Uranprojekt aufgestellt. Was aus dem Projekt geworden wäre, wenn die Gelder weiter geflossen wären, darüber lässt sich nur spekulieren.
Den Alliierten war zwar schon lange bekannt, dass die Deutschen an militärischen Anwendungen der Kernspaltung – Uranbombe – arbeiteten, was die bereits dargestellte norwegische Schwerwasser-Sabotage zweifelsfrei belegt. Es war den Alliierten jedoch in den ersten Kriegsjahren nicht möglich dagegen vorzugehen. Entsprechende Sabotageakte im Deutschen Reich galten als nicht realisierbar und Luftangriffen waren auf Grund mangelnder Reichweite der Bombenflugzeuge noch nicht möglich.
Mit Beginn des Jahres 1944 änderte sich die Situation jedoch grundlegend. Die alliierten Bombengeschwader konnten nun fast alle Regionen in Deutschland erreichen. Hinzu kam die zunehmende Schwäche der deutschen Luftwaffe sowie der Luftabwehr.
Die Deutschen hatten diese Gefahr jedoch bereits im Herbst 1943 erkannt und einige Forschungseinrichtungen in vermeintlich sicherere Gebiete verlegt: Das Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik zog nach Hechingen in Südwestdeutschland, deren Chemie-Institut unter Otto Hahn nach Tailfingen. Das Kummersdorfer Forscherteam um Diebner ging nach Stadtilm in Thüringen, die Hamburger Forscher Harteck und Groth zogen mit ihrer Uranzentrifuge erst nach Freiburg, dann nach Celle.
Es half alles nichts! Im Frühjahr 1944 griffen britische Bombengeschwader mehrfach Frankfurt am Main an und zerstörten die Uran-Produktionsanlagen der Degussa-Werke. Im Sommer 1944 wurden auch die Leuna-Werke bombardiert. Daraufhin zeigten auch die I.G. Farben kein Interesse mehr an der Produktion von schwerem Wasser.
Somit war im Sommer 1944 das gesamte Uran-Projekt mangels Uran und schwerem Wasser fast zum Erliegen gekommen.
Jedoch waren einige Physiker, unter ihnen Heisenberg, Bothe und Wirtz in Berlin geblieben. In dem neuen Bunker errichteten sie einen Uranreaktor. Ende 1944 wurde dieser dann von Wirtz mit 1,25 Tonnen Uran und 1,5 Tonnen schwerem Wasser bestückt. Dieser Versuch zeigte eine deutliche Vermehrung der aus einer radioaktiven Neutronenquelle zugeführten Neutronen. Weitere Versuche wurden geplant, Ende Januar 1945 überquerte die Rote Armee jedoch die Oder. Den Physikern wurde der Befehl erteilt, Berlin umgehend zu verlassen. Das Uran und das schwere Wasser wurden zu Diebner nach Stadtilm verbracht und die Physiker gingen nach Hechingen.
Ein weiterer Versuch sollte danach in einem Felsenkeller in Haigerloch bei Hechingen durchgeführt werden. Dazu wurden die Ausrüstungen und Materialien von Stadtilm nach Haigerloch geschafft. Ende Februar 1945 konnte der Forschungsreaktor Haigerloch mit 1,5 Tonnen Uran und der gleichen Menge an schwerem Wasser in Betrieb genommen werden. Die Materialien reichten jedoch nicht aus, um eine kritische Reaktion zu erzeugen. Heisenberg versuchte noch, die letzten Vorräte an Uran und schwerem Wasser aus Stadtilm zu besorgen, doch die Lieferung kam nicht mehr an. Es sollte keine weiteren Versuche mehr folgen.
Bereits 1943 hatten die US-Amerikaner die Alsos-Mission gestartet. Das war der Codename von drei US-Geheimdienst-Missionen, die zwischen Ende 1943 und Ende 1945 im Rahmen des Manhattan-Projektes der USA durchgeführt wurden. Ziel war es, herauszufinden, ob es ein deutsches Projekt zum Bau einer Atombombe gab, und wenn ja, wer die beteiligten Wissenschaftler waren und wie weit die Bemühungen gediehen waren, sowie deren Weiterführung zu verhindern.
Am 23. April 1945 erreichte schließlich die Alsos-Mission Haigerloch. Der „Atomkeller“ in Haigerloch, in dem die Versuchsanlage aufgebaut war, wurde demontiert, das zuvor versteckte Uran und schwere Wasser abtransportiert und die beteiligten Wissenschaftler verhaftet.
Ein wichtiger Bestandteil der Alsos-Mission war es, nun auch zu verhindern, dass wissenschaftliches Know-how in die Hände der Sowjetunion fallen würde. Dazu wurde alles was in Verbindung zum Uranprojekt stand und in amerikanische Hände fiel, unverzüglich in die USA verbracht. Zudem wurde versucht aller beteiligten Wissenschaftler habhaft zu werden. Die gefangenen Wissenschaftler wurden auf dem Landsitz Farm Hall in England interniert und mehrere Monate lang verhört (Codename Operation Epsilon).
Das Alsos-Projekt wurde am 15. Oktober 1945 eingestellt. Deutschland wurde bis in die 50er Jahre hinein mit einem Verbot der kernphysikalischen Forschung belegt.
