Через 12 дней после нападения Германии Сталин наконец выступил по радио с обращением к советскому народу. Он начал свою речь необычными словами: «Братья и сестры! К вам обращаюсь я, друзья мои…». Сталин оправдывал целесообразность пакта с Германией, говоря, что «ни одно миролюбивое государство не может отказаться от мирного соглашения с соседней державой, даже если во главе этой державы стоят такие изверги и людоеды, как Гитлер и Риббентроп», и утверждал, что пакт дал Советскому Союзу время подготовиться к войне. Он призывал к полной мобилизации экономики и к партизанской войне на оккупированных территориях. Он призывал народ сплотиться вокруг «партии Ленина – Сталина» в борьбе против захватчиков.
Между тем, наступление германских армий продолжалось. К концу ноября Германия оккупировала территорию, где проживало 45 процентов советского населения и производилось 60 процентов советского угля, железа, стали и алюминия. Первый ощутимый удар по немецкой военной машине был нанесен только в начале декабря, когда Красная армия перешла в контрнаступление у ворот Москвы.
На следующий день после нападения Германии Президиум Академии наук собрался на внеочередное заседание, на котором ученые и деятели науки говорили о своем желании отдать всю свою энергию и способности делу обороны. Несколько ведущих химиков вскоре отправили Сталину письмо, предлагая создать новую организацию для перевода науки на рельсы обороны. Их практически сразу вызвали на встречу с Молотовым, который решил создать новый орган для привлечения ученых к решению вопросов обороны. Сергей Кафтанов, глава Комитета по делам высшей школы, был назначен уполномоченным Государственного комитета обороны по науке. 10 июля был образован Научно-технический совет, в который вошли ведущие члены Академии (среди них были Иоффе, Капица и Семенов). Его председателем стал Кафтанов. На этот совет возлагалась ответственность за организацию в научных учреждениях работ для нужд обороны и оценку научных и технических предложений. Вначале совет имел дело с химией и физикой, но потом расширил свою деятельность, включив в круг решаемых вопросов геологию и другие области знаний. Кафтанов получил небольшой штат для управления советом и установления контактов с промышленностью и военными. Сам он получил право обращаться непосредственно в Государственный комитет обороны.
Еще до образования Научно-технического совета исследовательские институты начали переводить свою работу на военные рельсы. Через пять дней после нападения Германии на СССР 30 сотрудников института Иоффе ушли в армию добровольцами или по мобилизации, а месяц спустя их число возросло до 130. Институт был реорганизован, приоритет теперь отдавался оборонным работам, в которых институт к тому времени уже участвовал: радиолокации, бронезащите и размагничиванию кораблей. Такое положение было повсеместным, и в конечном счете от 90 до 95 процентов исследований в физических институтах составляли исследования по оборонной тематике.
Курчатов решил оставить свои работы по делению ядра, и его лаборатория была расформирована. Часть ее оборудования перевезли в Казань, куда институт Иоффе эвакуировался в июле-августе. Остальное, включая недостроенный циклотрон, осталось в Ленинграде. Курчатов присоединился к группе Анатолия Александрова, чтобы работать по проблеме защиты кораблей от магнитных мин. С присущей ему энергией он целиком отдался этой работе. Он провел три месяца в Севастополе, который был главной базой Черноморского флота, и покинул его в начале ноября, когда город уже был осажден немецкими войсками. После опасного морского перехода он высадился в Поти на восточном побережье Черного моря и провел там несколько недель, организуя службу размагничивания. В начале 1942 г. Курчатов приехал в Казань, где было страшно холодно, голодно и полно эвакуированных. На следующий день после прибытия он заболел воспалением легких. Еще с детских лет у него были слабые легкие; в Казани он болел два месяца. В апреле 1942 г. Курчатов и другие члены группы размагничивания получили за свою работу Сталинскую премию. Плохое состояние здоровья помешало Курчатову возвратиться на флот, и он взял на себя руководство броневой лабораторией Физико-технического института.
Письмо Флерова к Сталину
Был, однако, физик, который ощущал настоятельную необходимость возобновления ядерных исследований. Это был сотрудник Курчатова, 28-летний Георгий Флеров. В начале войны был призван в армию и направлен в Ленинградскую военно-воздушную академию для подготовки в качестве инженера, обслуживающего пикирующие бомбардировщики Пе-2. Мысль о ядерной физике не оставляла Флерова. Он написал Иоффе в Казань о своем желании выступить там на семинаре. Флерова командировали из Йошкар-Олы, куда была эвакуирована Военно-воздушная академия, в Казань, находившуюся в 120 километрах. Там в середине декабря 1941 г. он и выступил перед группой ученых, среди которых были Иоффе и Капица.