В СССР широкомасштабные работы по изотопному обогащению урана начались осенью 1945 г. Первоначально исследования велись по трем основным направлениям: газодиффузионные (И. К. Кикоин), электромагнитные (Л. А. Арцимович) и термодиффузионные (А. П. Александров и И. К. Кикоин) технологии. В 1946 г., под влиянием опубликованного в США доклада Смита и сообщений разведки, было решено сконцентрировать усилия на развитии газодиффузионной технологии. Основные инженерно-конструкторские разработки выполнялись на базе конструкторских бюро созданных на заводе им. Кирова в Ленинграде и Горьковском машиностроительном заводе. Научная поддержка оказывалась многочисленными институтами АН СССР и различных министерств и ведомств.
Одновременно с развертыванием научно-конструкторских работ было решено начать сооружение промышленного обогатительного завода. Первый газодиффузионный завод Д-1 был пущен в эксплуатацию на комбинате № 813 в поселке Верх-Нейвинском (Свердловск-44) в начале 1949 г. На заводе было установлено 7040 машин с расчетной производительностью 7500 ЕРР/год. Однако в первый год своего существования завод Д-1 оказался неспособным выпускать уран оружейного качества. Даже при неэффективном двойном использовании обогатительных машин, завод был способен производить уран обогащенный только до 75% U-935. Степень обогащения урана доводилась до 90% на электромагнитных установках завода № 418 в Свердловске-45.
Технические сложности, связанные главным образом с потерями гексафторида урана вследствие его декомпозиции, были преодолены в 1950 г. и завод начал производить десятки килограммов 90% урана в год. До конца 1953 г. в Свердловске-44 были пущены более мощные заводы по газодиффузионному разделению изотопов — Д-3, Д-4 и Д-5. Совершенствование газодиффузионной технологии и строительство на всех четырех обогатительных комбинатах новых заводов на ее основе продолжалось до середины 60-х годов. До конца 50-х годов были введены в строй рассредоточенные по военно-стратегическим соображениям газодиффузионные заводы в Томске-7, Ангарске (Ангарский электролизный завод) и Красноярске-45 (Электрохимический завод).
