史汀生做了似乎是得到一致認可的總結：“我們不會給日本人任何警告，我們不會以平民區作為目標，但我們應該給盡可能多的居民造成深刻的心理影響。”
他表示同意科南特的建議，目標必須是最能打擊日本繼續作戰決心的城市。除此之外，這個城市必須具有軍事地位及價值，例如，為軍事總部或軍隊聚集之地，或有製造軍用品或補給品的工廠。
格羅夫斯又補充了另一項令人心寒的規定：“為了讓我們更精確地計算炸彈的威力，所選的城市以前不得有過任何空襲記錄。”
很明顯地，這次襲擊若真的發生，將會是場大規模的死亡及毀滅實驗。經過幾個星期的仔細推敲，委員會提出了幾個目標城市，其中包括：日本前首都京都古城、軍事重地廣島，以及日本重要海港橫濱，另外還有兩個小城市。
雖然這幾個城市已被選為目標，但是否真要進行這次轟炸仍待商榷。隻有杜魯門總統有權作重大決定，但“過渡委員會”的意見也將扮演舉足輕重的角色。
其中一位委員提議做一次原子彈的“示範”；他提議與其毫無警告地去攻擊一個日本城市，不如召集日本軍政要人，在偏遠荒僻的地方作一次原子彈威力展示。
但這個計劃卻遭到奧本海默反對，他指出，日本政軍人士也許不為展示所動，再則，原子彈也有可能會失靈；況且日本人還可能動手腳將盟軍戰俘集中到測試炸彈的地方去送死！
全力支持轟炸日本，且力主美國在戰後保持武力優勢的國務卿貝爾納斯，在進行更深入討論之後，做出下列決議事項：第一，科學家昵稱為“小東西”的炸彈將用來轟炸日本。第二，目標選在重要的兵工廠……周圍都是工人的住家。第三，轟炸前，日本將不會收到任何警告。這些結論在委員會上取得壓倒性的讚成票，包括洛斯阿拉莫斯的領導人在內。
這次會議上，對於有關投擲原子彈的“所有可能目標和所有可能後果”都做了詳盡討論。
1945年6月16日，“曼哈頓計劃”最高層次的科學家們提出一份不長的意見書，名為“對於立即使用核武器的意見”。奧本海默在上麵簽了名。意見書修改以後送交史汀生。
意見書分為兩點：
第一，在使用原子彈以前，華府應當照會英、俄、法、中四國有關原子彈已經存在的事實，並且歡迎四國與美國合作，利用這個武器為契機改善國際關係。
第二，科學家們在如何使用原子彈這個問題上並沒有取得一致意見。一些直接參與製造原子彈的科學家建議，用一次演習來取代真正的攻擊。
奧本海默知道，他的大多數同事都是主張以演習取代攻擊的。但是，他站在另外一邊：不能放棄“用立即軍事攻擊來拯救美國人生命的機會”。
1945年春天，太平洋地區血戰頻仍，日益慘烈。4月6日，美軍占領衝繩，日本以最極端手段還以顏色，日本空軍組成神風特攻隊，以血肉之軀駕駛飛機衝擊美國軍艦。但是，經過3個月地麵戰爭，日軍投降人數高達7400名，顯示日軍內部心理防線開始潰敗。
1945年初夏，杜魯門總統得到的建議是，一旦原子彈準備就緒，就用它來提早結束戰爭，而且要在蘇聯出兵以前動手。奧本海默和他所領導的科學家們對此毫無所知，一直到戰爭結束以後。
選定三一試驗場
1944年晚春季節，兩輛軍車顛簸地穿過新墨西哥州南部幹旱的沙漠地區，開進所謂“死亡之途”，這是400年前西班牙殖民者向北侵入北美洲時對該地的稱呼。這裏杳無人跡，空曠的沙地上常有響尾蛇、蠍子和毒蜘蛛出沒。
他們的任務是尋找一處理想的場地，以便試驗綽號為“胖子”的內爆式原子彈。試驗場要求地勢平坦，無人居住，距離洛斯阿拉莫斯不遠，便於運送各種裝備。
負責內爆試驗的肯尼思·班布裏奇所領導的選址小組，曾考慮過許多可能的地址，其範圍包括由得克薩斯海灣內的沙洲直到科羅拉多州聖路易斯山穀中巨大沙丘之間的廣大地區。
但現在，他們已將選擇範圍縮小到新墨西哥州以內。當車隊穿過疾風勁草的原野，迎著咆哮著的沙暴，他們可以看到台地上的狼煙追逐著車隊前進。這是曾在幾世紀以前侵襲和消滅西班牙入侵者的印第安人的後裔，現在正監視著這車隊的行蹤的信號。
與班布裏奇同行的還有一位軍事工程師史蒂文斯少校和奧本海默本人。奧本海默青年時代曾經和他弟弟漫遊過新墨西哥州，也到過這片沙漠，這次舊地重遊，暫時擺脫了在洛斯阿拉莫斯的種種煩惱，他感到意外地輕鬆。
班布裏奇一行在回程中確定了試驗場的具體地點，但奧本海默沒有同行。班布裏奇圈定了試驗場的範圍：18英裏寬，24英裏長，位於美國空軍的阿拉莫戈多靶場的一角。他征得空軍同意之後，立即打電話給奧本海默報告他的成果。
奧本海默得知後，高興之餘，立即將試驗場命名為“三一”試驗場。這是由他最近閱讀的約翰·堂思的十四行詩中得到的啟示。這首詩歌頌了三一聖體的靈威，詩中寫道：
三一聖體啊，請你鞭笞我的心靈，
您一直在啟示、規勸、嗬責以挽救我的靈魂，
以您的聖威將把我碎為齏粉，燒為灰燼，
使我重返人世，獲得新生。
於是，新墨西哥沙漠中的這片不毛之地就被賦予了一個神聖的美名。這個試驗場地雖然人跡罕至，但離洛斯阿拉莫斯並不太遠，交通還算方便。
與此同時，山姆·艾利森由芝加哥調到洛斯阿拉莫斯。他在芝加哥冶金實驗室的任務已經結束，前來參加這裏的工作。
奧本海默對這位能幹的物理學家的光臨感到興奮，他立即任命艾利森為技術計劃會議主席，這個顧問機構實際上是掌握整個試驗進度的指揮部。
在艾利森的計劃會議成立之後，就向奧本海默報告了不少好消息；雖然在後來它本身也成為引起計劃進度內部矛盾的根源。
這時恩裏科·費米也已經把研究工作的重點由芝加哥移到洛斯阿拉莫斯，他利用由橡樹嶺實驗反應堆內取得的鈈，第一次進行了直徑約為22厘米鈈球的中子倍增試驗，並由試驗結果推算了內爆式原子彈的臨界質量。費米給出的外推臨界質量數值為5000克左右，這個數字與初期的估計值相近，比過去一般人預料的要小得多。
另一位科學家路易斯·阿爾瓦雷斯也完成了為時兩年的起爆裝置發展計劃，滿足了內爆彈所要求在1%秒之內同時點火的指標。
1945年l月，他報告了按照最後設計所進行的良好試驗結果。
在遠離實驗區的一座偏僻的“奧米加”實驗室內，也成功地進行了一係列令人毛骨悚然的最危險的試驗，並且得到了最後的結果。
由奧托·弗裏施領導的臨界裝置試驗小組，在“奧米加”實驗室內正嚐試著用實驗方法直接取得鈾彈臨界質量的精確數值。為了達到這一目的，他們進行了稱為“逗龍尾巴”的試驗。
在2月，有一次試驗中釋放出的能量過大，以致鈾棒開始熔化。後來花費了幾天時間才清理完現場。
費米領導的實驗小組也在“奧米加”實驗室大樓內工作。他們對上述鈾彈臨界試驗非常害怕，因此，在進行上述試驗時，他們撤出了實驗室，躲避到周圍的山中。但奧本海默似乎對這種危險的試驗特別著迷，他定期前往“奧米加”實驗室，在進行試驗時泰然地坐著，與試驗人員討論物理問題。
在洛斯阿拉莫斯進行的各項計劃進展順利，使艾利森與奧本海默可以製訂出今後5個月的逐日進度計劃，一直到格羅夫斯將軍指定的實彈試驗日期，也就是7月4日為止。
然而，內爆試驗計劃似乎卻尚無成功把握，同時出於透鏡型炸藥的形狀方案太多，因此浪費了稀缺的原材料。
由於這些原因，引起搞工程的基斯塔科夫斯基與物理學家艾利森之間的摩擦，這兩種人員之間的矛盾是在過去兩年間不自覺地發展起來的。基斯塔科夫斯基說：
透鏡炸藥試驗落後於進度。格羅夫斯將軍1944年8月曾估計過，內爆式原子彈有可能在1945年春季試驗，但現在看來顯然是不可能了。
因此，我認為奧本海默已經對我不抱希望。他對我說，“喬治，讓這些人來幫助你”，但艾利森的委員會與其說是幫助我，還不如說是對我的工作冷眼旁觀。我們和這批人有過一番爭論，他們批評說訂購的原材料不合格。我們就讓他們自己去訂貨，最後他們發現這事太困難，自己做不了。
我認為，矛盾的根源在於我不是一個物理學家。有一次我不得不向奧本海默抱怨說，在最高級委員會內，我是唯一的化學家，“你們夥同起來反對我，因為我不是你們的同行。”
奧本海默微笑著回答我：“喬治，你也是一個出色的物理學家——隻不過是第三流的。”
這些矛盾在事後看來似乎是不值一提的，但當時發展到如此嚴重，以至於在許多年之後，特別是在他已擔任美國總統科學顧問而飽經政治風浪之後，基斯塔科夫斯基還能清楚地記住當時的這些衝突以及奧本海默對他的嘲弄。