Во второй половине 1945 года, сразу по окончании войны, в активную фазу вступает советский атомный проект. 20 августа 1945 г. был создан атомный Спецкомитет при Совнаркоме СССР, руководителем которого стал Лаврентий Берия. В комитет первоначально вошли лишь два физика. Курчатов был назначен научным руководителем всех работ. Капице, который не являлся специалистом в ядерной физике, было поручено возглавить отдельные направления (низкотемпературная технологии разделения изотопов урана) .
В это же время, в 1945—1946 годах снова обостряется полемика вокруг турбодетандера и промышленного производства жидкого кислорода. Капица вступает в дискуссию с ведущими советскими инженерами-криогенщиками, не признающими его как специалиста в этой области. Государственная комиссия признаёт перспективность разработок Капицы, но полагает, что запуск в промышленную серию будет преждевременным. Установки Капицы разбирают, и проект оказывается заморожен.
17 августа 1946 года Капицу снимают с должности директора ИФП. Он удаляется на государственную дачу, на Николину гору. Дача была собственностью Петра Леонидовича, но имущество и мебель внутри были большей частью государственные и их практически полностью вывезли. В 1950 году он был уволен и с физико-технического факультета МГУ, где читал лекции.
В своих воспоминаниях Пётр Леонидович писал о преследовании со стороны силовых структур, прямой слежке, инициированной Лаврентием Берией. Тем не менее академик не оставляет научную деятельность и продолжает исследования в области физики низких температур, разделения изотопов урана и водорода, совершенствует познания в математике. Благодаря содействию президента АН СССР Сергея Вавилова удалось получить минимальный комплект лабораторного оборудования и смонтировать его на даче. В многочисленных в письмах Молотову и Маленкову Капица пишет об экспериментах проводимых в кустарных условиях и просит о возможности вернуться к нормальной работе.