Este período del programa comienza con una moratoria de las pruebas nucleares de 33 meses, y culmina con el Tratado de Prohibición Parcial de los Ensayos Nucleares. Durante este tiempo se produjo uno de los momentos más tensos de la Guerra Fría, la Crisis de los misiles de Cuba. Fue además un período sin precedentes en la carrera armamentista entre la Unión Soviética y los Estados Unidos, siendo el momento más intenso en cuanto a pruebas nucleares, llevándose a cabo más de 138 experimentos y llegando a realizarse hasta cuatro explosiones en un día, y conduciéndose las mayores detonaciones nucleares de la historia, entre las que se encuentran la Bomba del Zar, que en potencia superaron con creces cualquier arma de destrucción masiva probada por nación alguna.