Научным руководителем постройки и пуска промышленного реактора типа «уран — тяжелая вода» оставался академик А. И. Алиханов. Разработка проекта была поручена опытному конструкторскому бюро Горьковского машиностроительного завода (директор А. С. Елян). На этом же заводе вскоре начали изготовлять многочисленное оборудование для реактора. Варианты систем охлаждения урановых блоков разрабатывались в Ленинграде, в ГСПИ-11. В подготовке проектов реактора и его составляющих участвовали многие другие организации и институты страны. В августе 1949 года технический проект промышленного реактора был закончен. Монтаж оборудования начался в середине 1950 года. С этого времени и до пуска реактора академик Алиханов практически постоянно жил в Челябинске-40, непосредственно участвуя в работах на объекте вместе с главным инженером Мишенковым и директором Музруковым.

Особое внимание уделялось подготовке кадров. Эксплуатационному персоналу будущего реактора сотрудники Алиханова, конструкторы и разработчики оборудования, читали специальные курсы лекций. Экзамены принимала высокая комиссия, в которой обязательно участвовал научный руководитель или его заместитель. В итоге к работам допускались не все слушатели.

Пусконаладочные работы длились до октября 1951 года. При этом больших неприятностей не случалось, кроме единственного случая. Реактор был построен на расстоянии около двухсот метров от озера Кызыл-Тяш (так было задумано по проекту, поскольку для функционирования систем охлаждения требовалось много воды). При проверке контура, который должен был в рабочем состоянии заполняться тяжелой водой, вместо нее использовали дистиллированную воду и обнаружили в ней обычную, озерную. Это означало, что герметичность контура нарушилась. Дефектные участки трубопроводов нашли и заменили, а для промывки и сушки контура применили чистый технический спирт. Две его цистерны были залиты в контур, а затем сброшены в реку Теча.

17 октября 1951 года состоялся физический пуск реактора, выведенного предварительно на мощность до ста мегаватт. Первый этап его работы (так же, как и на объекте «А») все-таки не обошелся без происшествий. Через месяц после выхода реактора на мощность из-за низкой температуры воды в озере Кызыл-Тяш замерзла тяжелая вода в теплообменниках (температура ее замерзания +3,8 °C). По иронии судьбы эта аварийная ситуация случилась в тот вечер, когда провожали в Москву А. И. Алиханова. На комбинате был и Е. П. Славский. В случившемся разобрались сразу, разработали систему подогрева. К счастью, никаких серьезных последствий не было.