二次世界大战时为了因应纳粹德国可能比同盟国更早发展出核武器，美国在1940年代开始与英国和加拿大合作进行列为机密的曼哈顿计划。在1945年美国在三位一体核试之中成功按照核分裂构想来引爆第一枚核武器，1945年8月时更针对日本的广岛市和长崎市分别投下一枚原子弹，成为当前唯一一个曾经实际向敌对阵营使用核武器的国家，两次原子弹爆炸估计造成超过200,000名日本公民死亡、130,000多人受伤。这一时期的核武器重量大约有5公吨之谱。使得部队必须借由重型轰炸机才能将炸弹运往目标的上空投放。之后苏联也加紧开发自己的核