מדינות המפרץ לא ראו בעין טובה את ניסיונות איראן לפתח נשק גרעיני. באופן מסורתי, שש מדינות המפרץ הערביות — סעודיה, בחריין, קטר, איחוד האמירויות הערביות, עומאן וכווית — נקטו מדיניות מוצהרת המבקשת לשמור על המזרח התיכון בכלל, ועל המפרץ בפרט, כאזור נקי מנשק להשמדה המונית. המדינות הודיעו שהן תומכות בזכותה של איראן לפתח יכולת גרעינית למטרות שלום, אך הביעו דאגה מפני חוסר השקיפות של תוכנית הגרעין שלה. נחישותה של איראן להמשיך בפרויקט הגרעין שלה, דחפה את מדינות המפרץ לקדם פרויקטים משותפים ונפרדים, שמטרתם לפתח תשתית וידע בתחום הגרעין. כך במרץ 2018 הצהיר יורש העצר הסעודי מוחמד בן סלמאן כי אם איראן תשיג נשק גרעיני, גם סעודיה תעשה זאת. בפברואר 2021 שר החוץ הסעודי הצהיר כי "פיתוח תוכנית הגרעין האיראנית ומיזם הטילים הבליסטיים מסכן את האזור כולו". בניגוד למדינות המפרץ האחרות, עומאן תפקדה לפי פרסומים כמתווכת בין איראן לארצות הברית.
בספטמבר 2020 הטילה ארצות הברית סנקציות על גורמים וגופים באיראן המעורבים בתוכנית הגרעין והנשק. לצד המשבר הכלכלי שנגרם במקביל בגלל מגפת הקורונה, הגיע הריאל האיראני לשיא שלילי נוסף מול הדולר - 273,000 ריאל מול דולר אחד. לאחר הכרזת הסנקציות האיחוד האירופי, רוסיה, סין וממשלת איראן עצמה טענו נגד סבב הסנקציות הנוכחי, בין היתר כי מדובר במהלך לא חוקי של ארצות הברית, שניצלה סעיף שהיה בהסכם משנת 2015 ממנו פרשה.
לאחר חילופי הממשל בארצות הברית, ממשל ביידן פעל לשוב להסכם המעצמות על תוכנית הגרעין האיראנית. דיפלומטים מאיראן ומהמעצמות החתומות על הסכם הגרעין החלו בשיחות בווינה. מדינות המפרץ תמכו בכך שהסכם הגרעין יכלול גם סוגיות כמו הטילים הבליסטיים שאיראן פיתחה. בשנת 2021 חלקן החלו בדיאלוג מחודש עם איראן לאחר שחלקן ניתקו את היחסים עימה שנים קודם. בפברואר 2022, במהלך שלבי הדיאלוג, הסיר ביידן כמה מהסנקציות שהטיל משטר טראמפ.
פעילות חשאית נגד תוכנית הגרעין האיראנית.
על פי דיווחים באמצעי התקשורת, עיקר המאמץ של ישראל נגד תוכנית הגרעין האיראנית הוטל על "המוסד". סר ג'ון סוירס, ראש סוכנות הביון הבריטית MI6 אמר שגם סוכנים בריטיים פגעו בחתירתה של איראן לנשק גרעיני.
על פי הערכות, התקיימה במהלך השנים פעילות חשאית נגד תוכנית הגרעין האיראנית, שכללה:
שורת תקלות, פיצוצים והתנקשויות באתרים איראניים ואישים איראניים.
החל מ-2007, ישנם דיווחים על פיצוצים ותקלות באתרים הקשורים לתוכנית הגרעין האיראנית, והתנקשויות באישים איראניים הקשורים בתוכנית זו. לדעת מומחים, וכן לדעת בכיר אמריקאי המעורה בחומר המודיעיני בחלק מהמקרים מדובר בפעילות ארגוני ביון של ישראל, ערב הסעודית, ארצות הברית ומדינות מערביות אחרות. במקרים אחרים הסיבה לא ידועה וספקולציות שונות בין חבלה מכוונת, לבין טעות אנוש או תקלת תשתית טכנית. לפי ספרם של דן רביב ויוסי מלמן "מלחמות הצללים" (Spies Against Armageddon), חיסולי המדענים היו "פעולות כחול לבן" - כלומר: בוצעו בידי לוחמי המוסד.
האפשרות הצבאית נגד איראן.
כלי תקשורת במערב מרבים להעלות ספקולציות לפיהן ישראל תנחית מכה מונעת נגד מתקני גרעין באיראן. גם בישראל יש הצופים התרחשות כזו (למשל רונן ברגמן, העריך בשנת 2012 שהתקיפה תתבצע עוד במהלך אותה שנה. דבר שלא יצא לפועל). לעומת זאת, יש הסבורים שתסריט זה אינו סביר מכמה טעמים. ראשית, איראן הפיקה את לקחי הפצצת הכור העיראקי ב־1981. אין באיראן כור גרעיני אחד שבו מרוכזים המאמצים הגרעיניים כולם, ומתקניה הגרעיניים הוטמנו בחלקם מתחת לקרקע. שנית, איראן רחוקה מישראל יותר מעיראק. שלישית, יכולת התגמול האיראנית עולה בהרבה על יכולת התגובה שהייתה לעיראק ב-1981.
קיימת גם אפשרות שארצות הברית, בעלת כוח צבאי ואווירי העולה במידה רבה על כוחה של ישראל, תתקוף את איראן. אף שממשלו של ברק אובמה נחשב לזהיר יותר מזה של קודמו ג'ורג' בוש הבן, הצהיר אובמה שלא ישלים עם איראן גרעינית. דונלד טראמפ, הנשיא האמריקאי שכיהן לאחר מכן, הוביל קו תקיף יותר כלפי המשטר בטהראן בהשוואה לקודמו.
היערכות ישראל ליצירת אפשרות צבאית.
עוד ב-1998 טען עיתון קנדי כי ארצות הברית מכרה מטוסי F-15I לישראל כדי שתתקוף את מתקני הגרעין האיראניים. תוכנית ההצטיידות והאימונים של חיל האוויר הישראלי בעשור הראשון של המאה ה-21 כללה היערכות לתקיפה לטווח ארוך, כזו שתאפשר תקיפה של מתקני הגרעין באיראן.
עיתון סקוטי טען בנובמבר 2003 כי ישראל הזהירה כי היא מוכנה לנקוט פעולה צבאית חד-צדדית נגד איראן אם הקהילה הבינלאומית לא תעצור את פיתוח הנשק הגרעיני במתקני האנרגיה הגרעינית של איראן. העיתון ציטט את שר הביטחון שאול מופז, שאמר: "ישראל לא תהיה מוכנה לסבול בשום אופן קיומו של נשק גרעיני ברשותה של איראן".
לדברי העיתון "סאנדיי טיימס", בתחילת 2005 התקבלה על ידי הקבינט הביטחוני, בראשות אריאל שרון, החלטה עקרונית על תקיפת מתקני גרעין באיראן, אם ייכשלו המאמצים הדיפלומטיים. בתחילת 2007 דיווח העיתון על תוכנית ישראלית לתקיפת מתקני הגרעין באיראן בנשק גרעיני טקטי.
הכתב המדיני של "מעריב", בן כספית, דיווח ביולי 2011 כי כשנכנס ראש ממשלת ישראל בנימין נתניהו לתפקידו, הוצגה בפניו (בסדרת פגישות שנמשכו בסך הכל עשרים שעות) "אופציה מפוארת", שזרעיה ניטעו עוד בימי קודמיו. לדברי אחד מעוזריו של ראש הממשלה, "עיניו של נתניהו נצצו" כששמע את הסקירה על האופציה הצבאית.
לפי הערכות שפורסמו בעיתונים, לישראל שתי אופציות עיקריות לתקיפה:
שר הביטחון של ישראל, אהוד ברק, ציין כי: "על הגרעין האיראני מתנהל דיון ציבורי מזה שנים בישראל, ישנם אינסוף ראיונות ודיונים ציבוריים, אנחנו לא מסתירים את מחשבותינו. עם זאת, יש סוגיות מבצעיות שלא דנים בהן באופן ציבורי, כי אז לא ניתן יהיה לבצע אותן".
במסמך שדלף בשנת 2011 במסגרת מסמכי ויקיליקס נטען כי ישראל תתקשה לתקוף את תוכנית הגרעין. במסמך, שנכתב במקור בשנת 2005, העלתה ארצות הברית טענות רבות שיקשו על ישראל לתקוף ולפגוע משמעותית בתוכנית הגרעין האיראנית:
ב-28 בפברואר 2012 הדליף האתר ויקיליקס מסמך של חברת ביון אמריקנית בו נכתב כי ישראל ורוסיה קיימו לפני כמה שנים עסקה, שבמסגרתה סיפקה ישראל לרוסיה צפנים של מל"טים שמכרה לגאורגיה, ובתמורה סיפקה לה מוסקבה צפנים של מערכת הגנה המשמשת את איראן.
ב-5 בנובמבר 2012 פורסם בתוכנית הטלוויזיה "עובדה" כי בסיום ישיבת השמינייה שהתקיימה בשנת 2010, הורה ראש הממשלה בנימין נתניהו לרמטכ"ל גבי אשכנזי ולראש המוסד מאיר דגן לדרוך את מערכת הביטחון לקראת אפשרות תקיפת הגרעין באיראן. לפי התחקיר, אשכנזי ודגן התנגדו לכך משום שראו בדריכה זו יצירת עובדות בשטח שעלולות להוביל למלחמה עם איראן, בעוד שלשם יציאה למלחמה יש צורך באישור הקבינט או הממשלה. ברק סבר לעומתם, כי מתן הוראה לעבור למצב כוננות אין משמעותה יציאה למלחמה. עוד טען ברק כי באותה ישיבה השיב אשכנזי שאין לצבא את היכולת המבצעית הנדרשת לתקיפה באיראן, טענה שהוכחשה על ידי האחרון. בינואר 2013 טען ראש השב"כ באותה תקופה יובל דיסקין כי גם הוא התנגד לפקודת הדריכה, וכי הישיבה לא התנהלה בפורום השמינייה אלא בפורום מצומצם יותר, בניסיון לעקוף את השמינייה. באפריל אותה שנה אישש את האירוע מי שהיה ראש המוסד בעת התרחשותו, מאיר דגן, שציין כי "בהיסטוריה שלנו אני לא בטוח שהיה מצב [קודם] שבו הדרג המדיני חשב א', וכל הדרג המקצועי חשב אחרת.
בפברואר 2015 כתב הפרשן דן מרגלית בעיתון ישראל היום כי ההכנות לתקיפה באיראן בתקופת נתניהו וברק לא היו אלא הונאה, שמטרתה הייתה לגרום לקהילה הבינלאומית להחריף את הסנקציות על איראן.
באוגוסט 2015 שודרו בערוץ 2 הקלטות של אהוד ברק שנערכו על ידי דני דור ואילן כפיר, בהן התייחס לשלוש הזדמנויות שונות לתקיפה באיראן, אותן ביקש לקדם עם נתניהו. תחילה ברק התייחס לתוכנית התקיפה משנת 2010 שנחשפה ב"עובדה" (לעיל), וחזר על תגובת אשכנזי לפיה לצה"ל אין את היכולת המבצעית הדרושה. לאחר מכן פירט תכנון של תקיפה נוספת ב-2011, שלא יצאה לפועל בגלל התנגדות השרים משה יעלון ויובל שטייניץ, ותכנון של תקיפה נוספת ב-2012 שנדחתה בשל תרגיל צבאי של ארצות הברית באזור.
על פי רביב דרוקר, תקיפה ישראלית לא מסוגלת לחסל את פרויקט הגרעין האיראני, ולכן ברק ונתניהו גיבשו תפיסה מבצעית של תקיפה ישראלית אפשרית, המבוססת על תזה לפיה תקיפה כזאת תגרור את ארצות הברית למלחמה. לתפיסה זו התנגדו רבים בישראל וגם בארצות הברית, ביניהם הנשיא ג'ורג' ווקר בוש שסירב לספק לישראל פצצות חודרות בונקרים בשנת 2008.
באוקטובר 2015 פרסם הוול סטריט ג'ורנל שבשנת 2012 ישראל ביצעה טיסת מבחן במסגרתו מטוס ישראלי חדר לשטח איראן. זאת כחלק מתקיפה אפשרית של מתקן להעשרה גרעינית בפורדו. מטוסי תובלה היו צפויים לחדור לשטח איראן, ולהנחית צוותי קומנדו בסמוך למתקן הגרעין בפורדו, במטרה שיפוצצו את דלתות הכניסה, יפשטו על האתר ויפגעו מבפנים.
ביולי 2021 פרסם רון בן ישי שישראל החלה להיערך לתקיפה באיראן, למקרה שתפרוץ לעבר פיתוח הפצצה הגרעינית. היה מדובר בהכנות ראשוניות למימוש כמה מתווי תקיפה שהוכנו במטה הכללי בהובלת הרמטכ"ל אביב כוכבי. להכנות, שאותן הוביל שר הביטחון בני גנץ, בכירי משרדו וראשי התעשיות הביטחוניות, ניתן אישור עקרוני מצד ראש הממשלה נפתלי בנט, שר החוץ יאיר לפיד ושר האוצר אביגדור ליברמן.
תגובה אפשרית של איראן.