1938 m Ferma laimėjo Nobelio fizikos premija už "savo atradimą naujų radioaktyviųjų elementų pagamintų Neutronas Švitinimo, ir dėl branduolinių reakcijų, atsiradusių dėl lėtai neutronų atradimas. "Jis ir jo šeima išvyko į Stokholmą, Švediją, kur jis sutiko apdovanojimą. Fermis tada emigravo į Jungtines Amerikos Valstijas pabėgti Italijos fašistinio režimo. Ferma tapo fizikos profesorius Kolumbijos universitete 1939 metais
Niujorke, Ferma girdėjote apie išvadas, kad Hahn Strassmann, Meitner ir Frisch sulaukė. Eksperimentai buvo pakartoti Kolumbijos universiteto su panašiais rezultatais ir išvadomis, o tai rodo, kad branduolinės grandininės reakcijos galimybę.
Tuo tarpu, Ferma ir kiti du mokslininkai, Liūtas Szilard ir Eugenijus Paulius Vignerio tapo susirūpinęs galimybė, kad mokslininkai nacistinėje Vokietijoje gali pasiekti grandininę reakciją ir plėtoti atominę ginklą. Antrasis pasaulinis karas (1939-1945) buvo pradėtas 1939 metų rugsėjį, kai Vokietija užpuolė Lenkiją. Mokslininkų grupė parengė raštą prezidentas Franklin Delano Roosevelt išreiškė savo susirūpinimą dėl Adolfo Hitlerio naudojant atominį ginklą turėtų jie tampa prieinami. Albertas Einšteinas pasirašė raštą ir pateikti jį prezidentu. Iš šio įvykio sukurta Manheteno projekte, kodas pavadinimą viršų slaptas mokslininkų komanda surinkti 1942 plėtoti atominę bombą į JAV.
Ferma buvo paprašyta nukreipti pirmosios atominės krūva statybą. Jis ir kiti pagrindiniai mokslininkai, įskaitant Szilard ir Wigner pradėjo dirbti Čikagos universitete 1942 metų pavasarį pagal mokslininkų kryptimi, darbuotojai pastatė atominę krūva, arba reaktorius, po Universiteto sporto srityje stendai. Dėl gruodžio 2, 1942, šis reaktorius pagamino pirmąjį dirbtinį grandininę reakciją. Ši reakcija truko 28 minučių ir pagaminta 200 vatų.
1944 m rugsėjo Ferma persikėlė į Los Alamos, Naujoji Meksika, siekiant padėti baigiamuosiuose etapuose statant atominę bombą. Bomba sprogo kaip artimiausioje Alamagordo, Naujoji Meksika dykumos bandymo, liepos 1945 Ferma dalyvavo bandymą atlieka labai
