Sovyet atom bombası projesi (Rusça: Советский проект атомной бомбы, Sovetskiy proyekt atomnoy bomby), Sovyetler Birliği Komünist Partisi Genel Sekreteri Josef Stalin'in II. Dünya Savaşı sırasında Sovyetler Birliği'nin nükleer silah geliştirmesi için yetkilendirdiği araştırma ve geliştirme programı.
İgor Kurçatov'in başında olduğu çalışma grubu dahil pek çok Sovyet bilim çevresi, bir atom bombası yapabilme imkanını 1930'larda tartışmış olmasına karşın 1940'ta tam programlı atomik silah geliştirmek için somut bir teklifte bulundu. Sovyet istihbaratı tarafından toplanan Amerika Birleşik Devletleri'nin gizli Manhattan Projesi'ne dair bilgiler neticesinde bu programa cevaben tam ölçekli program başlatıldı.
Sovyet fizikçi Giorgi Flyorov, Alman, Amerikalı ve İngiliz bilim insanlarının fisyon konusundaki bilimsel yayınların göze çarpan sessizliği nedeniyle, Müttefik Devletlerin 1939'dan beri gizlice "süper-silah" geliştirdiklerinden şüphelendi. Flyorov Stalin'e bir mektup yazarak 1942'de bu programı başlatması çağrısında bulundu. Barbarossa Harekâtı sonrası Sovyetler Birliği'nin Nasyonal Sosyalist Alman İşçi Partisi istilasına uğraması nedeniyle ilk girişimler yavaşladı ve proje büyük oranda ABD'de çalışan casusların Manhattan Projesi'ne dair verdiği bilgilerle ilerledi.
1945'te II. Dünya Savaşı'nı resmi olarak sona erdiren Japon İmparatorluğu'ndaki Hiroşima ve Nagasaki'ye atom bombası saldırısının öğrenilmesinin ardından program ağırlıklı olarak Nasyonal Sosyalist Alman İşçi Partisi silah projesi ve ABD Manhattan Projesi hakkında etkili istihbarat toplanması yoluyla devam etti. Sovyetler yakalanan Nasyonal Sosyalist Alman İşçi Partisi bilim insanlarını programlarına katmak için yoğun çaba harcadı ve program yoğun olarak Sovyet istihbarat teşkilatlarına gelen casusluk bilgileriyle devam etti.
29 Ağustos 1949 tarihinde Kazakistan Sovyet Sosyalist Cumhuriyeti'nin Semey şehrinde ABD'nin Fat Man tasarımına dayanan ve RDS-1 adı verilen ilk başarılı atom bombası testini gizlice gerçekleştirdi.