Nhìn thấy công việc mà họ từng không hiểu trước kia thực sự tạo ra những quả bom nguyên tử ném xuống Nhật Bản khiến nhiều công nhân của dự án Manhattan hết sức ngỡ ngàng, không kém gì phần còn lại của thế giới; những tờ báo ở Oak Ridge thông báo vụ ném bom Hiroshima bán chạy với giá 1 đô la (tức 14 đô la năm 2020[63]).[226] Trong lúc chuẩn bị ném bom, Groves cho Henry DeWolf Smyth chuẩn bị một tài liệu lịch sử cho công chúng. Tài liệu này, thường được biết đến dưới tên Báo cáo Smyth, có tên chính thức là "Năng lượng Nguyên tử cho Mục đích Quân sự", được phát hành rộng rãi vào 12 tháng 8 năm 1945.[290] Groves và Nichols trao Huy chương "E" Hải-Lục quân ("E" là viết tắt của "Excellence") cho các nhà thầu chính mà trước đó việc họ tham gia vào dự án là bí mật. Trên 20 Huy chương Công trạng Tổng thống (vinh dự dân sự cao nhất bấy giờ) được trao cho các nhà thầu và nhà khoa học chủ chốt, bao gồm Bush và Oppenheimer. Các viên chức quân sự nhận huy chương "Legion of Merit", bao gồm chỉ huy phân đội nữ binh, Đại úy Arlene G. Scheidenhelm.[291]

Tại Hanford, việc sản xuất plutoni đình trệ do các Lò phản ứng B, D và F kiệt quệ, nhiễm neutron từ các sản phẩm phân hạch và các chất điều hòa graphite nở ra theo Hiệu ứng Wigner. Việc nở phồng này làm tổn hại các ống tích điện nơi urani phát xạ để tạo plutoni, khiến cho chúng trở nên vô dụng. Để duy trì nguồn cung cho các bộ khởi động cầu gai, việc sản xuất bị rút bớt và đơn vị cũ nhất, cột B, bị đóng cửa để ít nhất một lò phản ứng có thể sử dụng trong tương lai. Việc nghiên cứu tiếp tục, với DuPont và Phòng thí nghiệm Luyện kim phát triển một quá trình tách dung môi oxy hóa-khử như một kĩ thuật tách plutoni thay thế cho quá trình bismuth phosphate vốn để lại urani không dùng tới trong một trạng thái khó khôi phục.[292]

Việc nghiên cứu chế tạo bom được tiến hành bởi phân khu Z, đặt tên theo giám đốc của nó là tiến sĩ Jerrold R. Zacharias từ Los Alamos. Phân khu Z ban đầu đặt ở Sân bay Wendover nhưng về sau dời tới Sân bay Oxnard, New Mexico vào tháng 9 năm 1945 để gần Los Alamos hơn, đánh dấu sự hình thành Căn cứ Sandia. Gần đó, Sân bay Kirtland được sử dụng làm căn cứ B-29 để kiểm tra việc thả bom và tính tương thích máy bay.[293] Đến tháng 10, tất cả nhân viên và thiết bị ở Wendover được chuyển tới Sandia.[294] Khi các sĩ quan dự bị giải ngũ, khoảng 50 sĩ quan thường trực lấp vào chỗ trống.[295]

Nichols đề xuất rằng các đường S-50 và Alpha ở Y-12 cần phải đóng cửa, và điều này diễn ra vào tháng 9.[296] Mặc dù vận hành tốt hơn bao giờ hết,[297] các đường Alpha không thể nào cạnh tranh với K-25 và mới hơn là K-27 mới bắt đầu vận hành từ tháng 1 năm 1946. Tháng 12, nhà máy Y-12 đóng cửa, giảm danh sách bảng lương ở Tennessee Eastman từ 8600 xuống 1500 người và tiết kiệm 2 triệu đô la mỗi tháng.[298]

Không ở đâu việc giải ngũ gây đau đầu như ở Los Alamos, nơi nhiều tài năng bỏ đi trong khi nhiều vấn đề còn đó. Những quả bom ở Hirsoshima như những miếng ghép từ phòng thí nghiệm; cần nhiều công sức để chúng an toàn hơn, đơn giản hơn và đáng tin cậy hơn. Các thiết bị nổ sập cần phát triển cho urani thay cho phương pháp dạng súng lãng phí, và nhân kết hợp urani-plutoni cần thiết bởi vì nguồn cung plutoni bị thiếu do vấn đề lò phản ứng. Tuy nhiên, tương lai bất định của phòng thí nghiệm khiến khó mà thu hút người ta ở lại, chưa kể một số người phản đối sử dụng bom hạt nhân như vũ khí hủy diệt. Oppenheimer quay lại công việc ở Đại học California và Groves bổ nhiệm Norris Bradburry làm người thay thế tạm quyền. Trên thực tế, Bradbury giữ vị trí này trong suốt 25 năm sau đó.[294] Groves tìm cách với đối phó với sự bất mãn về tiện nghi thiếu thốn bằng một chương trình xây dựng bao gồm nguồn cấp nước cải tiến, ba trăm ngôi nhà, và các cơ sở giải trí.[292]

Hai vụ kích hoạt Fat Man được tiến hành ở Đảo san hô vòng Bikini vào tháng 7 năm 1946 như một phần của Chiến dịch Crossroads nhằm xem xét ảnh hưởng của vũ khí hạt nhân đối với tàu chiến.[299] Quả bom Able được kích hoạt vào ngày 1 tháng 7 năm 1946, trong khi Baker với kết quả thành công hơn được kích hoạt dưới mặt nước vào ngày 25 tháng 7.[300]

Sau các vụ ném bom ở Hiroshima và Nagasaki, một số những nhà vật lý thuộc Dự án Manhattan lập nên "Tập san các nhà khoa học nguyên tử", một ấn bản xuất hiện như một biện pháp khẩn cấp để tạo nên một chương trình giáo dục tức thời về vũ khí hạt nhân, sau này trở thành một tạp chí cổ vũ cho việc kiểm soát vũ khí hạt nhân quốc tế.[301] Đối mặt trước sức hủy diệt của loại vũ khí mới và tiên liệu về chạy đua vũ trang hạt nhân một số thành viên dự án bao gồm Bohr, Bush và Conant bày tỏ quan điểm cần thiết phải đạt thỏa thuận quốc tế về kiểm soát nghiên cứu hạt nhân và chế tạo vũ khí hạt nhân. Kế hoạch Baruch, tiết lộ trong một diễn văn tại Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Liên Hợp Quốc mới thành lập vào tháng 6 năm 1946, đề xuất thành lập một thể chế phát triển năng lượng nguyên tử quốc tế, nhưng không được chấp nhận.[302]

Theo sau một cuộc tranh cãi trong nước về việc quản lý chương trình hạt nhân, Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ (AEC) được tạo ra theo Đạo luật Năng lượng Nguyên tử năm 1946 để nắm quyền kiểm soát việc vận hành và các tài sản của Dự án Manhattan. Nó thiết lập quyền kiểm soát dân sự lên việc phát triển nguyên tử, và tách rời việc phát triển, sản xuất và kiểm soát vũ khí nguyên tử khỏi quân đội. Các khía cạnh quân sự của dự án được trao cho Dự án Vũ khí Đặc biệt Các lực lượng Vũ trang (AFSWP).[303] Mặc dù dự án Manhattan ngừng tồn tại vào ngày 31 tháng 12 năm 1946, Khu vực Công trình Manhattan vẫn còn hoạt động cho tới khi bị giải thể vào ngày 15 tháng 8 năm 1947.[304]