核軍備競賽

第二次世界大战

为了对付轴心国，美国的曼哈顿计划于第二次世界大战期间完成史上第一件核武器.当时与美国结盟的苏联，开始向开发核武的可行性进行了初步研究.
美国政府并未向苏联正式公开美国的实验结果。直至1945年的波茨坦会议上，斯大林才被知会美国不相信苏联能够把实验保持机密，而不泄露给德国间谍；更不相信和苏联的用心。即使于战争时，很多政界人士和军中领导均指出苏联将会是一个潜在的对手。
除此之外，苏联的间谍亦一连串渗透美国核计划。这些核间谍（包括克劳斯·富克斯（Klaus Fuchs）和西奥多·霍尔（Theodore Hall））使斯大林得以清楚知道美国的发展。时任美国总统的杜鲁门在通知斯大林关于核武的事的时候，他对斯大林的冷静惊讶万分，认为斯大林甚至不知道他在说什么。但事实上斯大林对美国的计划已经有了长时间的了解。讽刺的是杜鲁门在就任总统前，对美国的核武计划一无所知，因此斯大林其实比杜鲁门自己还要早知道曼哈顿计划的存在。
1945年8月，在杜鲁门的授权下，美军向日本投放原子弹。两架B-29军炸机分别于广岛和长崎投下小男孩原子弹和胖子原子弹。

冷战早期

二战结束后的头几年，美国一直在核武的知识和至为重要的原料上称霸。起初，科学家认为铀元素的蕴藏量十分低，但后来却发现了并不如此。当美国以为可以透过这样的独特优势来令苏联屈服，但并不成功。苏联政府默默的大力研发他们自己的核武器。战时苏联因为缺乏铀而令核武器发展受阻。但随着东欧的稳定供应，他们获得了本土的来源。当美国的智囊认为苏联直到1950年代的中期也不可能发展出核武器的时候，苏联于1949年的8月29日引爆第一枚试爆，震惊全世界。核弹的设计（西方称这个核弹为"Joe One"）大概是从胖子原子弹中抄袭过来的。
各国政府投放大量资源去增加核武的数量和质量，而且开始研究氢弹，由美国首先于1952年11月1日试爆。同样的苏联对于美国的能引爆可服役的热核武器感到惊讶，他们要到翌年8月才成功，而且直到1955年才能成功研发"真正"多阶段式氢弹。苏联的氢弹差不多全是自主的研究的结果，因为当时在美的间谍取得的都是十分基本，甚至是错误的氢弹版本。
1950年在投射方面最重要的发展是ICBM的投入使用。导弹一直被认为是核武理想的平台，也是潜在地比冷战初期主要投射手段的战略轰炸机更有效的投射系统。随着1957年10月4日史普尼克计划的开始，苏联向世界展示了他们有能够击中世界任何地方的导弹。美国则在1959年10月31日发射了他们自己的。太空竞赛展示了对核子武器投射（ICBM助推火箭）相当重要的科技，尽管他们保持着为了科学与探索的良善面貌。
这段时期同时也显现出两国想要对抗核子武器攻击的意图，两方强权建造了大型的雷达天线来侦测来袭的轰炸机与导弹。用于对抗轰炸机的战斗机以及对ICBM的反弹道导弹也发展了。大型地下碉堡被建筑出来以保全这些超级强权领导人的性命，而大众则被告知要建造辐射尘避难所，并被教导在遭遇核子攻击时该如何反应（民防）。这些炸弹在任一方的一次攻击中就能夺去上百万人的性命。

初步的核子扩散

除了美国和苏联以外，英国、中国以及法国也发展出小的多的核武器库存。
1952年10月3日，英国在澳洲的飓风行动中成功引爆原子弹后，就成为了第三个拥有核武器的国家。冷战期间，英国的核吓阻力量来自潜艇以及装有核武器的战机。决心级核潜艇装备美制的北极星导弹，而火神战略轰炸机、美洲豹攻击机龙卷风战机、以及其他英国皇家空军的攻击机则携带WE.177核弹提供了空中的吓阻力。
1960年1月13日，法国在当时还是殖民地的阿尔及利亚的蓝色跳鼠计划中成功引爆核弹后，就成为了第四个拥有核武器的国家。在冷战期间，法国核子吓阻着重于Force de Frappe，这是一个由携带诸如AN-22无导引炸弹和视距外ASMP导弹的达梭幻象IV式轰炸机、Pluton及Hades弹道导弹、再加上装备战略核子导弹的可畏级潜艇构成的三位一体核子武力。
中国在1964年10月16日成功引爆一枚测试代号596的铀-235炸弹后，成为了第五个有核子力量的国家。由于中苏之间的紧张关系，在美苏两国之间爆发核子战争的时候中国可能会对美国或苏联使用核武。在冷战期间，中国的核子吓阻武力包含了由轰-6搭载的无导引炸弹、如东风-2、东风-3和东风-4导弹系统，而在冷战后期则有夏级潜艇。

缓和

1970年代，军备竞赛使双方均出现经济困难，加上中国的新角色和在裁减军备验证能力上的提升，促使多个军备管制协议的签订。这个时期使双方都可以减少于武器系统上的支出。第一和第二阶段的战略武器限制谈判均限制了双方的武器库存量。部分禁止核试验条约则禁止了核试验、反弹道导弹系统和太空武器，从而希望停止核军备竞赛的扩张。
这些条约其实并不完全成功。两国依旧制造大量的核武，新武器技术（例如多目标重返大气层载具）限制了这些条约的效用，两大强权依旧保留了足以毁灭对方多次的能力。

里根和战略防御计划

随着卡特总统的任期完结，罗纳德·里根接任总统。美国放弃裁军，反而透过制造新武器和反武器系统来开展新一场的军备竞赛。其中最重要的，就是战略防御计划。它是一个太空的反弹道导导弹系统，故有星球大战计划这个外号。于1980年代的后半期，苏联经济岌岌可危，不能再在军费上与美国相比。戈尔巴乔夫曾透过一系列的谈判，企图与里根政府在裁减核武库存上达成共识

冷战后

随着冷战的结束，美国和俄罗斯开始制止核武的扩散（特别是俄罗斯）。两国均减少了新系统的研发和军火库的核武存量。现时，两国均仍然存放约两千枚核弹。而在美国，储备管理计划负责管理老化的核武器
至于苏联，冷战结束后，原本大量投放于研发核武器的资源和资金，则转移到修补过往因核军备竞赛而导致的环境破坏，而以往的核武工厂就正正是最主要的清理点。在美国，在华盛顿州汉福特（Hanford）的钚生产设施，和在科罗拉多州 Rocky Flats 的制造设施就是当中污染最重的地方。
1995年出版的《Essentials of Post-Cold War Deterrence》指出美国政府对这批核武的政策和方略。
除了清理铀元素的工厂外，在犹他、科罗拉多、新墨西哥和亚利桑那四州交汇的纳瓦霍族保留地亦是受严重污染的地区。数以百计废弃的矿场仍未被妥善清理，威胁当地纳瓦霍族社群的健康。
进入21世纪后，美俄两国的核武器总量远小于冷战时期，但美俄的核武数量还是远多于其他有核国家。

印度及巴基斯坦

南亚国家印度及巴基斯坦在核军备上亦有竞争。在1974年时印度以和平核能爆破（Peaceful nuclear explosions）为名义于塔尔沙漠进行了微笑佛陀（Smiling Buddha）核试验，从1974年第一次核武器测试到1988年为止，印度借由20多次于大气中进行的和平核能爆破方式来测试能于军事上应用的核武器技术。巴基斯坦本身并未签署《不扩散核武器条约》，在受到邻国印度核武器测试的威胁后巴基斯坦从1970年代中后期开始便暗中发展核武器，最终于1998年5月28日时于俾路支省查盖县的拉斯岛山（Ras Koh Hills）进行了贾盖-I核试验，而成为世界上第七个成功开发并且测试核武器的国家。但印巴两国在1998年后便未再进行过核试验。

北朝鲜

北朝鲜于1974年加入国际原子能机构，随后于1985年加入《不扩散核武器条约》，1992年签订《保障监督协定》，接受国际原子能机构的监督并多次接受其核查。
在最高峰与美国签订了朝美框架协议，美国同意用重油和两座核电厂换取北朝鲜放弃核武，但是小布什总统上台后采取邪恶轴心的对抗政策，由于北朝鲜认为美国与韩国的补偿措施未能到位，2006年10月9日不顾国际社会的反对，进行了核试验成功。
2018年4月21日，朝鲜劳动党委员长金正恩宣布朝鲜将停止核武器和弹道导弹试验，后邀请中国、美国、英国、俄罗斯、韩国五国记者前往丰溪里报道朝鲜政府将位于该地的核试验场爆破摧毁。

以色列

一般相信，以色列拥有大量的核武和利用中距离导弹发射核弹头的能力。但以色列政府一直拒绝向承认或否认他们是否真的有核武的计划，反而非正式地执行一个听起来模棱两可的政策，就是“以色列不会是中东地区最先引进核武的国家”。一般都相信，以色列是其中一个拥有核武但没有签署核不扩散条约的国家（另外三个是印度、巴基斯坦和北朝鲜）。在一个2006年12月的访问中，以色列总理艾胡德·奥尔默特称伊朗有意“好像和美国、法国、以色列和俄罗斯一样拥有核武”。奥尔默特的办公室随后称这样的引述段章取义，偏离了前文后理，奥尔默特在访问中从来没有承认或否认以色列核武的状态。根据核武威胁计划（Nuclear Threat Initiative）基于莫迪凯·瓦努努的资料显示，以色列于1980年时拥有约二百枚核子爆炸装置，和一个名叫耶利哥（Jericho）的导弹发射系统。