後來,哈恩經過多次試驗驗證,終於肯定了這種反應就是鈾235的裂變。
核裂變的意義不僅在於中子可以把一個重核打破,關鍵的是在中子打破重核的過程中,同時釋放出能量。核裂變的發現無疑是釋放原子能的一聲春雷。在此之前的人們對釋放原子能的爭議中,懷疑論者還佔上風,不少人以為要打破原子核,需要額外供給強大的能量,根本不可能在打破的過程中還能釋放出更多的能量。而鈾核裂變的發現,當時就被認為「以這項發現為基礎的科學成就是十分驚人的,那是因為它是在沒有任何理論指導的情況下用純化學的方法取得的。」
儘管當時奧托•哈恩發現核裂變還沒有他的同胞倫琴教授發現X射線的影響大,但就其對於改變人類生活與發展所產生的後果而言,核裂變的意義更為重要,同為人工核裂變的試驗成功,是近代科學史上的一項偉大突破,它開創了人類利用原子能的新紀元,具有劃時代的深遠歷史意義。奧托•哈恩也因此榮獲1944年諾貝爾化學獎。
得知結果的哈恩極度興奮之餘,不免也暗暗心驚,當時戰爭的烏雲已經又一次籠罩在歐洲上空。他實在無法想象自己的發現會被人們用來幹什麼……
對於發現核裂變的哈恩,無論是上層的當權者,還是科學家,都知道他不是納粹主義的擁護者。哈恩不願讓納粹政權掌握原子能技術,拒絕參與任何研究。1945年春他和海森堡等幾位原子科學家被送往英國拘禁。1946年初獲釋回德國后,擔任威廉皇帝協會(1948年改名為馬克斯•普朗克協會)會長,1960年後任榮譽會長。1968年7月28日病逝於哥廷根。