Dự án chế tạo bom hạt nhân của Liên Xô (Russian: Советский проект атомной бомбы, Sovetskiy proyekt atomnoy bomby) là một chương trình nghiên cứu và phát triển vũ khí bí mật của Liên Xô, do Joseph Stalin khởi xướng để phát triển vũ khí hạt nhân trong chiến tranh thế giới 2.
Việc thảo luận về khả năng chế tạo bom hạt nhân đã được các nhà khoa học Liên Xô tiến hành trong suốt những năm 1930s, đi tới việc đề xuất phát triển vũ khí hạt nhân vào năm 1940, tuy nhiên, phải đến khi chiến tranh thế giới 2 diễn ra thì chương trình nghiên cứu mới được tiến hành toàn diện.
Do các nhà khoa học người Đức, Mỹ và Anh đều không đưa ra các công trình nghiên cứu khoa học về chủ đề này, nên nhà vật lý Liên Xô Georgy Flyorov đã dự đoán rằng khối Đồng minh đang âm thầm phát triển một loại siêu vũ khí từ năm 1939. Flyorov đã viết một bức thư cho Stalin nhằm thúc giục nhà lãnh đạo Liên Xô bắt đầu chương trình nghiên cứu vũ khí tương tự vào năm 1942. Những nỗ lực ban đầu đã bị cản trở bởi Chiến dịch Barbarossa, và những hiểu biết của Liên Xô về vũ khí hạt nhân chủ yếu là nhờ mạng lưới tình báo đang làm việc trong chương trình Manhttan.
Sau khi Stalin biết vụ Mỹ thả bom nguyên tử xuống Hiroshima và Nagasaki, tốc độ phát triển vũ khí hạt nhân đã được đẩy nhanh, thông qua các thông tin mà mạng lưới tình báo của Liên Xô thu được về chương trình bom nguyên tử của Đức và dự án Manhattan của Mỹ. Liên Xô cũng nỗ lực trong việc thu nhận các nhà khoa học hạt nhân của Đức để phục vụ cho chương trình hạt nhân của Liên Xô.
Ngày 29/8/1949, Liên Xô đã bí mật tiến hành thành công vụ thử bom nguyên tử đầu tiên, dựa trên quả bom nguyên tử Fat Man của Mỹ. Vụ thử diễn ra tại Khu vực thử nghiệm Semipalatinsk tại Kazakhstan.