Sadangunipun Perang Dunia II, Urey lan timipun makarya wonten ing sajumlah panalitén ingkang lajeng ngarah dhateng proyek Manhattan saperlu ngembangaken bom atom kanggé Amérika Sarékat. Bab wigati ingkang dipuncapai saking panalitén inggih punika metode pemisahan isotop ingkang dipun-ginakaken saperlu misahaken isotop uranium-235 saking uranium-238. Nalika mangsa palastra taun 1941, Urey sesarengan kaliyan G. B. Pegram mimpin misi diplomatik dhateng Britania Raya saperlu mbentuk kerjasama wonten ing pangembangan bom atom.