1942年6月，美国的原子弹计划正式启动。总部设在纽约市曼哈顿区，因此叫做“曼哈顿工程区域计划”，由二战传奇人物马歇尔将军担任主持人。负责这个计划的科学主持人（实验室主任），由著名物理学家奥本海默担任。吴健雄也参与了这一计划。
吴健雄参与“曼哈顿工程区域计划”，起源于这么一次机缘：有一天，在柏克莱的物理学家想听听原子核分裂的新发展。奥本海默知道吴健雄在这方面钻研很深，便请她来讲。当时对于刚刚起步的原子核分裂发展，吴健雄已经做了许多研究，并有深刻独到的见解。她先讲了一个小时关于原子核分裂的纯物理，然后提到连锁反应的可能。演讲相当精彩，赢得了在场物理学家们的一片赞扬，也让奥本海默对这位来自东方的女性刮目相看。此后每次开会讨论核分裂及原子弹相关问题时，奥本海默总是会说：“去叫吴小姐来参加，她知道所有关于中子吸收截面的知识。”
在美国和西方物理学界，已经有人将吴健雄称为“东方的居里夫人”。柏克莱研究所的所在地奥克兰郡有份《奥克兰论坛报》，曾刊登过一篇报道，标题是《娇小中国女生在原子撞击研究上出类拔萃》，下边刊登了一张大幅照片，吴健雄明眸皓齿，秀丽的脸上透出自信坚定的神情，十分优雅迷人。
在“曼哈顿工程区域计划”中，奥本海默向美国国防部大胆推荐了这位“东方居里夫人”。吴健雄当时到美国只有五六年时间，而且不具备美国国籍，能以这样的身份参加原子弹试验这种国家头等机密的核心计划中，确实是出乎很多人意料的。
1945年7月16日，在美国新墨西哥州的一个沙漠地带，人类第一颗原子弹试爆成功。它惊人的威力和巨大的蘑菇云，象征着一个新时代的降临。三个星期之后，1945年8月，美国将两颗原子弹投到日本广岛、长崎，终于促成了二次世界大战的结束。
原子弹给世界带来的灾难和罪恶是有目共睹的，它所展现的悲惨景象和毁灭性后果不仅使世人惊骇，也使许多参与实验计划的科学家有屠杀生灵的内疚和罪孽感。但是美国在进行原子弹计划之时，德国也在进行类似计划，这些科学家认为，万一纳粹德国先获得成功，对人类恐怕是一场更大的浩劫。
面对罪恶时，应该采取一种什么样的态度？这是一道颇难解开的哲学命题。吴健雄有一颗善良的心，提到参与原子弹制造一事，她心中就会泛起一阵伤痛。谈起原子弹巨大的摧毁性，她会锁紧眉头，轻轻地闭上眼睛，用一种近乎恳求的口吻说：“你认为人类真的会这样愚昧地自我毁灭吗？不，不会的，我对人类有信心，我相信有一天我们都会和平地共处。”
简单说说袁家骝。1942年，二次大战进入激烈的对峙阶段，美国作为同盟国参战。有着深厚物理学素养和丰富无线电实践经验的袁家骝，受命到美国RCA公司从事国防军事设施连波雷达的研制工作。这种雷达的研制成功，实现了飞机的飞行高度及飞机间距离的自动控制，战后被应用于民间，大大增强了民航飞机与轮船的安全系数。
二次大战结束后，袁家骝先后在美国国家科学实验室和普林斯顿大学长期从事基础物理研究。他与合作者们共同取得了很多重要成果，在中子的来源、高能质子加速器、共振物理学等领域，都有新发现和新成就。1959年以来，他曾获得全美华人协会“杰出成就奖”、驻美工程师协会“科学成就奖”等。曾受邀担任欧洲、法国、前苏联等许多国家和地区的核物理、高能物理研究机构与大学的访问教授，先后被中国科技大学、南京大学、东南大学等十余所高等院校聘请为名誉教授。
袁家骝、吴健雄的中国梦一天也没有中断过。许多次想过回来报效祖国，可是1945年二次大战刚结束，国内又是三年内战。吴健雄的父亲看到局势混乱，写信要他们暂缓动身。此时正逢吴健雄怀孕，回国的事就搁了下来。建国后，袁、吴二人的家庭背景成了阻拦他们回国的极大障碍。特别是袁家骝，谁不知道他是“窃国大盗”袁世凯的孙子？不久朝鲜战争爆发，中美关系跌至冰点，成了敌对国。美国国务院对赴共产党国家的科学家要求非常苛刻，袁家骝、吴健雄的回国梦想再次化为泡影。这对祖国的优秀儿女无奈地选择了留在异乡，1954年，他们申请加入了美国籍，其时他们已在美国工作生活了18年。
从1950年起，袁家骝夫妇就住在哥伦比亚大学一所高级公寓里，他们的家庭始终保持着浓郁的中国情调：红木家具，绣花地毯，墙壁上挂着郑板桥、张大千、徐悲鸿、吴作人、董作宾等名家的字画。这对科学家夫妇的原则是实验第一、生活第二。袁家骝曾这么说：“家庭生活对我们来说是第二位的，吃穿住都很简单。做起实验来，家里人有时几个礼拜都不见一次面。这几十年我们工作的地点经常是分开的，她忙她的，我忙我的，只有周末才回到纽约这个家。”将他这段话与其名士父亲袁克文的生活相对比，恍若天壤之别，套用现代小品中的那句经典台词：父子两个人，做人的差距怎么会那样大呢？
在家务活上，袁家骝这个“末代皇孙”不愧为模范丈夫。吴健雄整天沉迷于实验工作，许多家务事自然落到了袁家骝身上。不过，如果有时间，吴健雄也会亲自下厨，她做的狮子头、炒鸡块和馄饨很有特色，色香味俱佳，是吴氏厨艺的代表作。吴健雄在一次接受记者采访时谈到了她的家庭生活：“我总是有大量的东西要看，同时还得写信以及处理与我研究相关的其他事情。我有一个很体谅我的丈夫，他也是一个物理学家。”值得注意的是，在介绍到她丈夫袁家骝先生时，吴健雄只用了“他也是一个物理学家”这句话，并没有提及中国历史上无比显赫的袁世凯以及袁氏家族。是的，在袁氏家族“家”字辈这代人的生活中，袁世凯这个名字已经距离他们很远了，淡得像个影子，飘忽在心灵深处。
结婚那年吴健雄30岁，又过了5年，才生下了他们的儿子—也是他们家庭中唯一的一个儿子。这年吴健雄35岁，孩子的出生颇费了一番周折。预产期到了，肚子里的孩子仍不肯出来，又过了半个月，临盆症兆明显，医院的医生说快了快了，结果又折腾了一天一夜，最后还是剖腹产出了婴儿。
他们为儿子取名袁纬承。从小生长在美国，又是美国国籍，袁纬承对遥远的中国有种陌生感，甚至不会说中文，连吴健雄也觉得奇怪：“他可以学会法语，但是却忘掉了中文，我所有朋友的孩子都有同一个问题，他们都忘掉了中文。”对于父母亲念念不忘的“根”，这些孩子们缺乏感性认识，只有当他们长大成人，理解了人类的各种生存方式，理解了历史是人类永远挣脱不了的脐带，他们才会对父母生活的那块土地产生兴趣。
父母亲都是著名科学家，一星期才能见一回，袁纬承便从小养成了独立的个性。他在纽约哥伦比亚大学读书时，选择的也是物理学专业，大学毕业后继续读研究生，指导老师是曾获得1988年诺贝尔奖的李德曼教授。
1974年，袁纬承与露西·尼恩结婚，这是一位标准的美国小姐，好在袁纬承生活习惯和文化观念已经完全美国化了，他们在一起生活得很幸福。1978 年生下一个女儿，名叫婕塔。有意思的是，这个美国女儿竟然遗传了她祖父袁克文的某些基因，对写作有着浓厚的兴趣，在耶鲁大学读书时，是校园文学社的活跃分子。毕业后进入《纽约》杂志社担任编辑，业余时间喜欢文学创作，有时还写写时评和社论。