Летом 1946 года начали рыть котлован, а к осени заложили фундаменты под здание и оборудование атомного реактора. В целях экономии времени параллельно со строительством шло проектирование объектов и изготовление для них оборудования. К концу 1947 года здание реактора было уже готово, приступили к интенсивному монтажу оборудования. Сначала монтировали тяжеловесные конструкции корпуса реактора, в марте 1948 года приступили к графитовой кладке, она состояла из множества блоков. Через кладку проходили около 1000 алюминиевых труб — каналов, в которых размешались урановые блоки, заключенные в алюминиевые герметичные оболочки. Каналы реактора охлаждались водой.
Монтажные работы продолжались круглосуточно под руководством Курчатова, Ванникова, Доллежаля, директора установки Ф. Я. Овчинникова. Объект регулярно посещали Берия, Первухин, Завенягин и другие высшие руководители, они помогали выходить из многочисленных затруднений в организации работ, с поставками оборудования, материалов и рабочей силы. На объекте трудились десятки тысяч человек, труд был, в основном, ручной, транспорт — гужевой, а дела шли быстро. Всего было смонтировано только на реакторе около 5 тысяч тонн металлоконструкций, более 200 километров трубопроводов, множество насосов, теплообменников, запорной и регулирующей арматуры, всевозможных приборов, электрических кабелей и щитов.
В июне 1948 года началась загрузка реактора урановыми блоками, проводили последние наладочные работы. Вечером 7 июня Курчатов лично начал пуск реактора. На следующий день была достигнута мощность в 10 кВт. 19 июня реактор выведен на проектную мощность 100 Мвт. Обстановка при пуске и в начальный период эксплуатации реактора была чрезвычайно сложной и напряженной. Зная о том, что получение урана-235 задерживается ввиду неимоверной сложности производства, что единственный путь к бомбе лежит через атомный реактор, И. В. Сталин уделял ему большое внимание, участвуя в подборе технического персонала вплоть до начальников смен. (Ядерная индустрия России Стр. 324.)
Через 3–4 месяца непрерывной работы в реакторе накапливалось несколько килограммов плутония. Выгруженные из реактора отработанные урановые блоки имели такую высокую радиоактивность, что их приходилось выдерживать около месяца, прежде чем передать на радиохимический завод.
Плутониевый комбинат состоял из трех крупнейших предприятий: атомных реакторов, радиохимического завода, химико-металлургического завода. Комбинат выдавал в качестве конечного продукта плутониевые полусферы для боевых зарядов атомных бомб. Все три производства отличались высокой радиоактивностью оборудования и продуктов, которые они перерабатывали. Чтобы защитить людей от радиации, использовали бетон, чугун и другие материалы. Толщина бетонных стен, полов и перекрытий редко бывала менее половины метра, а вокруг атомного реактора доходила до 2–3 и более метров.
