Durante la guerra, hubo tres grupos principales de investigación, cada uno de ellos completamente independiente de los otros. En primer lugar, estaban los establecimientos de la Wehrrmacht divididos en las ramas de los tres ejércitos: La oficina de armamento del ejército de tierra, la oficina de armamento de la Marina y la oficina técnica del ministerio del aire que eran responsables de desarrollar, probar y procurar armas y de transmitir a la industria las necesidades de las fuerzas armadas con sus especificaciones técnicas. Las rivalidades entre los ejércitos impidieron el adecuado intercambió o de información, así como un obsesivo secretismo.

En segundo lugar, había un sector privado de investigación industrial muy importante, dirigido por compañías como la Heinkel, la Messerchmitt, la Krupp, la LG Faben, la Zeiss y la Siemens. Estas firmas realizaron trabajos por su cuenta para presentar ante la Wehrrmacht armas ensayadas y probadas. La Marina, dejó la investigación en manos de la empresa privada.

En tercer lugar estaban los centros de investigación de la universidad y alrededor de treinta institutos del Kaiser Wilhelm Gesellchaft ligados todos ellos al consejo de investigación del Reich, un organismo de pomposo título, pero con poca capacidad de dirección. Para terminar, debe hacerse alguna mención de pequeños organismos de investigación, tales como los que dependían del ministerio de correos (que hicieron valiosos trabajos en otras áreas, como en el campo nuclear, y también alcanzaron éxito en el desciframiento de conversaciones telefónicas supuestamente secretas, incluyendo las de Winston S. Churchill y Flanklin D. Roosevelt, en 1942).

Los alemanes no aprendieron de su desafortunada experiencia en la primera guerra mundial, que la centralización y dirección de la investigación era vital. Como no había un organismo central, no hubo un solo consejero científico que Hitler; el doctor Bernard Rust, ministro de la ciencia, educación y asuntos públicos, ni siquiera llegó a intentar desempeñar este papel. Rust era un jefe débil, de poca agilidad mental, cuya actitud hacia los científicos se desveló pronto, cuando declaró que "los científicos son unos charlatanes, que carece de ideas originales".

Esta desdichada ineficacia en la organización de la investigación no fue privativa de Alemania: los aliados la sufrieron en alto grado.

Esta situación lamentablemente se agravó aún más por ciertos factores especiales a los que estaba sometida la ciencia únicamente en el tercer Reich. El más importante de todos ellos era la política hecha por los nacionalsocialistas contra los judíos y otros elementos antisociales. A pesar del número de judíos expulsados o encarcelados durante los años treinta, la proporción de científicos alemanes fue relativamente pequeña, a lo sumo un 12%, pero las repercusiones fueron particularmente graves. En una ocasión Rust se dirigió a un destacado matemático preguntándole: "¿Es verdad, profesor, que su instituto se ha resentido mucho por la partida de los judíos y de sus amigos?", a lo que le contestó: "¿Resentido?. No, no se ha resentido, es que ya no existe". No sólo se rechazó a los judíos, sino también su trabajo. Ciertos métodos de física se consideraban como física judía y como judíos blancos a los alemanes que los defendían; así que Alemania trabajó con desventaja en la búsqueda de la bomba atómica además de todo esto, había un pequeño pero creciente e influyente número de científicos alemanes que, dándose cuenta de la barbaridad moral e intelectual del Reich Hitler, trataron de mantener sus posiciones al mismo tiempo sin comprometer su trabajo con lo que pudiera representar una ayuda importante para el esfuerzo bélico.

Pero, a pesar de estos inconvenientes, los científicos y técnicos del tercer Reich fueron capaces de realizar una serie de proyectos de investigación que no tuvieron parangón entre los aliados. Su pericia e imaginación fueron en extremo impresionantes. Por ejemplo, algo que interesó particularmente a los hombres de ciencia alemanes fue la utilización del aire como arma. Se desarrolló un cañón de aire, que lanzaba un chorro de aire a gran presión desde un arma colocada a unos 30 pies de altura, con un cañón inclinado de 50 pies de largo. Durante las pruebas, se vio que el cañón podía destrozar un tablón de 1 pulgada de grosor, con un alcance de 200 yd.. También desarrollo una especie de cañón huracán que pretendía producir torbellinos artificiales en el aire capaces de destruir un avión enemigo haciéndole perder el control. Se consiguió al fin el éxito de este prototipo pero el arma no llegó a usarse operativamente. El aire a presión se uso también en un cañón de sonido, que proyectaba un rayo de energía de sonido tan intenso que se pensaba que podría matar a un hombre durante 1 minuto a una distancia de 60 yd. de incapacitarlo seriamente a 300 yd.. Se hicieron pruebas pero no se desarrollo el proyecto.

La presión también era la idea primordial en el desarrollo de la Hochdruckpumpe, el cañón bomba de alta presión que se pretendía que bombardeara objetivos tan lejanos como Londres, Amberes y Luxemburgo. Tenía por lo menos 150 pies de largo y disparaba un proyectil el día 8 pies. El misil era lanzado a una velocidad de 4.800 pies por segundo, suficiente para enviarlo a 85 millas.

Otros avances fueron las cargas huecas de explosivo, granadas de racimo y el uso de cemento como alojamiento de proyectiles.

Contrariamente a lo que generalmente se cree, al principio de la guerra los alemanes estaban tan avanzados en la tecnología del radar como los británicos. El 1938 habían inventado el equipo de radar Freya, un equipo móvil que operaba en la frecuencia decimétrica y que podía determinar la distancia per no la altura. Mucho mejor era el radar Wuerzburg que he se empezó a producir al principio de la guerra y podía lograr excelentes resultados, marcando la situación, curso y altitud de un avión con mucha precisión hasta una distancia de veinticinco millas . El Freya con un alcance de hasta 90 millas, sirvió como primer radar de alerta temprana, mientras que Wuerzburg tenía la precisión necesaria para los cañones antiaéreos y los interceptores. Sobre el campo aliado, los alemanes tuvieron éxito con el aparato X, un invento de radiobaliza que llevaba de noche a los bombarderos directamente sobre sus objetivos y que señalaba el momento de arrojara las bombas.

El Lichtenstein era un radar aerotransportado para usarse con un caza nocturno que y se utilizó operativamente por primera vez el 9 de agosto de 1941.

Antes de arroz la allegada al poder de Hitler, Alemania tenía la gran ventaja de poseer la cuna de en la ciencia nuclear dentro de sus fronteras en la universidad de Goettingen. Los nacionalsocialistas tardaron sólo unas semanas, en la primavera del 1933, en destruir esta antigua fundación como centro de investigación. La universidad nunca se recuperó de la expulsión o ante la forzada dimisión de numerosos profesores y escolares judíos. Ni tampoco lo hizo la física nuclear alemana.

Mientras que los alemanes iban por delante en muchos aspectos antes de 1942, el fracaso completo de sus científicos en conseguir el reconocimiento y el apoyo del gobierno significó que se logró muy poco más.

De todos los productos terminados por la investigación en el tercer Reich, son los cohetes los que más llamaron la atención. En el campo de la cohetería, Alemania durante la guerra fue soberbia. Al principio de los años treinta, la investigación de cohetes la emprendieron pioneros como Oberth y Winkler, e interesó al ejército hasta el punto de destinar al capitán (más tarde general de brigada) Dr. Walter Dornberger para encargarse del desarrollo de armamento secreto. Estuvo asistido por el Dr. Werner von Braun. En 1933, se desarrolló el A-1 (el predecesor del V. 2, seguido por el A-2 en 1934, que voló a una altura de 6.500 pies y en 1937, el A-3).

Sin embargo, a Doernberger sólo le dieron unos recursos limitados para este costoso trabajo altamente experimental. En 1939, su equipo se componía únicamente de 300 hombres y el alto mando aprobó de mala gana el suministro de unas escasas materias primas para el proyecto que podía ocurrir que no fuera operativo hasta que la guerra hubiera terminado. La situación no cambió hasta el 3 de octubre de 1942, después del lanzamiento con éxito del A-4, ya algo tarde. La actitud de los líderes alemanes cambió considerablemente con un cohete que alcanzaban casi 120 millas y una altura de unas 50 millas. Ahora con un arma disuasoria Hitler dio al proyecto el respaldo que debería haberle dado desde un principio.

Se invirtieron dinero y equipos en el programa y el centro de cohetes de Peenemunde se amplió llegando a albergar a unos 2000 hombres de ciencia. También se instituyó un comité para coordinar el desarrollo del cohete (de hecho llegó a ser una especie de obstáculo, porque estaba presidido por un experto no en cohetes sino en locomotoras).

El V. 2 que ya estaba listo para ser disparados operativamente hacia la mitad de 1944, representó una considerable mejora sobre el primer A-4. Podía alcanzar unas 200 millas transportando una carga de 1.650 libras de alto explosivo. Tenía 46 pies de altura y un peso de unas 12,5 toneladas en el lanzamiento (9 toneladas eran de combustible). El tiempo de fabricación se redujo de 19.000 hombres/hora de 1943 hasta 4000 en 1945 (cada V. 2 de llevaba unas 30.000 piezas).