CONSTRUCTIE EN MATERIALEN [in 1958]
Het onderzoek begon in januari 1955 en uitgebreide windtunneltesten worden snel uitgevoerd want men moest de weerstand tegen de wind op de bollen berekenen. Dit was toen wereldwijd uniek. Er werd besloten om het frame van de bollen in staal te bouwen en de bekleding van de bollen in aluminium. Door een gebrek aan tijd werd de realisatie aan twee ondernemingen toevertrouwd: de Construction Soudée van Haren, in het Brusselse, voor de centralisatie van de studies en de berekeningen en de “Ateliers de Construction” van Jambes-Namur voor het samenstellen van de structuur.
Omdat het opstellen snel en vereenvoudigd moest gebeuren, werd het Atomium beschouwd als een meccanobouwpakket dat ter plaatse met een maximum aan gestandaardiseerde stukken opgesteld moest worden.
Vier sets met verschillende palen en een bevloering in gewapend beton vormden de fundering. Deze palen staken 17,50 meter diep en elk kon een gewicht van 55 ton dragen. De centrale fundering telt 59 palen.
Het frame van de bollen bestaat uit twaalf grote halfronde bogen van stalen profielen die met lassen aan elkaar zijn bevestigd. Om bestand te zijn tegen uitzetting als gevolg van temperatuurschommelingen, werd staal met hoge vloeigrens gebruikt.
De buitenbekleding van de bollen was een uitdaging, omdat geen enkele bekende structuur als voorbeeld kon dienen. Zo werd de huid van een bol in 48 gelijkzijdige bolvormige driehoeken versneden. Deze driehoekige panelen bestonden elk uit nog eens vijftien andere kleine driehoeken. In totaal telde de bekleding van het Atomium ongeveer 90.000 platen. Deze werden met bouten aan elkaar bevestigd en voorzien van kunststof afdichtingen aan de voegen om uitzetting te vergemakkelijken. Het glanzend effect, gewenst door André Waterkeyn en de gebroeders Polak, werd door een elektrochemische behandeling en anodisering bekomen.
De hoogste bol en de onderste bollen, waar het bezoek in 1958 eindigde, waren van ramen voorzien. De zes andere hadden ecliptische patrijspoorten om de voorziene kunstmatige verlichting te versterken. Deze bollen hadden geen ramen om te vermijden dat de bezoekers te lang naar de bezienswaardigheden zouden kijken en zo de stroom bezoekers zouden vertragen.
De bouw startte in maart 1956 na 18 maanden van voorbereiden en testen. De verschillende delen werden geleidelijk opgebouwd: de eerste verticale mast werd opgetrokken in januari 1957, het opzetten van de basisbol gebeurde in mei 1957 en de oprichting van de centrale mast en de tweepotige elementen werd voorzien tussen juni en september 1957.
De bollen werden geleidelijk samengesteld tussen oktober 1957 en maart 1958. Het Atomium werd op 25 maart 1958 afgewerkt, één maand voor de opening van de Expo.
Om praktische redenen waren slechts 6 bollen toegankelijk voor het publiek. Vier bollen (basisbol, centrale bol en twee onderste bollen) waren bestemd voor de tentoonstelling die gewijd was aan de vreedzame toepassingen van kernenergie. In de hoogste bol werd door de Belgische architect Stanislas Jasinski een restaurant voor 250 personen geïnstalleerd.