Kort efter indgåelsen af traktaten påbegyndtes Operation Blue Jay, en opførelse af en amerikansk militærbase ved Uummannaq (Thule), senere kaldet Thule Air Base. Projektet var oprindelig hemmeligt, men blev offentliggjort i september 1952. Thule Air Base var færdigudbygget i 1953. I 1957 forespurgte den amerikanske ambassadør i København statsminister H.C. Hansen, om den danske regering ønskede at blive underrettet, hvis amerikanerne placerede atomvåben på basen. H.C. Hansen svarede, at traktaten indeholdt bestemmelser, der gav USA ret til at opbevare forsyninger m.v. på basen og at forsyninger til baseb kunne indføres uden forudgående inspektion, og at ambassadørens henvendelse herudover ikke gav anledning til bemærkninger. Den danske regerings officielle politik var dog, at man ikke tillod udstationering af atomvåben på dansk grund i fredstid. Der opstod således en større debat, da et amerikansk atombevæbnet B-52 bombefly styrtede ned tæt ved Thule Air Base i 1968 kort forinden et folketingsvalg. Under den efterfølgende "Thulesag" bedyrede den danske regering, at den danske atompolitik også omfattede Grønland. Efter folketingsvalget blev der mellem Danmark og USA den 31. maj 1968 indgået en aftale, hvorefter den skete ophør af amerikansk oplagring af atomvåben i Grønland og overflyvning af grønlandsk luftrum med atombevæbnede fly. Det forulykkede bombefly ved Thule var en del af programmet Operation Chrome Dome, hvor atombevæbnede amerikanske bombefly konstant var på vingerne, men efter Thuleulykken og et tilsvarende flystyrt i 1966 ved Palomares i Spanien, blev programmet indstillet, bl.a. også fordi den militære udvikling (udviklingen af ballistiske misiller og forbedrede sovjetiske jord-til-luft missiler til nedskydning af indtrængende fly) havde gjort programmet forældet.