Os Estados Unidos detonaram a primeira bomba atômica durante um teste em julho de 1945. Mais tarde naquele ano, os EUA usaram bombas atômicas nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, o que acelerou o fim da Segunda Guerra Mundial. Embora os Estados Unidos tenham sido a primeira nação a ter armas nucleares, a proliferação nuclear não parou com os EUA. No final de 2009, havia nove nações que atualmente têm ou acredita-se que tenham armas nucleares e uma nação, o Irã, que é amplamente considerada desenvolver seu próprio programa de armas nucleares.
A União das Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS) tornou-se a primeira nação depois dos Estados Unidos a ter armas nucleares. A URSS detonou sua primeira bomba atômica durante um teste em 1949. O programa de armas nucleares da URSS intensificou ainda mais a tensão crescente entre os Estados Unidos e a União Soviética e inflamou a Guerra Fria que existia entre as duas nações e seus aliados. Com a dissolução da URSS em 1991, o vasto arsenal de armas nucleares da ex-União Soviética tornou-se posse da Federação Russa.
A terceira nação a ter armas nucleares foi o Reino Unido, que testou sua primeira bomba atômica em 1952. Depois do Reino Unido, a próxima nação a desenvolver armas nucleares foi a França em 1960, seguida pela República Popular da China em 1964.
Essas cinco primeiras nações são conhecidas como Estados com armas nucleares, o que significa que são nações internacionalmente reconhecidas e autorizadas a ter armas nucleares e também assinaram o Tratado de Não Proliferação Nuclear (TNP) de 1968. O objetivo do Tratado de Não Proliferação era para evitar que outras nações, além dos países reconhecidos com armas nucleares, desenvolvam e possuam armas nucleares. O TNP também incentivou as cinco potências nucleares reconhecidas a seguir uma política de redução e, por fim, eliminação de suas armas nucleares.
Existem quatro nações adicionais que se acredita possuírem ou têm armas nucleares confirmadas, mas não são membros do Tratado de Não-Proliferação. A Índia detonou seu primeiro dispositivo nuclear em 1974. O vizinho da Índia, o Paquistão, fez o mesmo e desenvolveu sua própria arma nuclear em 1998.
Acredita-se que Israel tenha armas nucleares desde 1960, mas não confirmou nem negou isso. O governo israelense afirmou repetidamente que não seria a primeira nação a introduzir armas nucleares na região do Oriente Médio. Apesar da ambiguidade do governo israelense, existem amplas evidências que parecem indicar que Israel pode possuir o maior arsenal nuclear fora dos cinco Estados com armas nucleares.
A República Popular da Coréia, ou Coréia do Norte, anunciou que havia desenvolvido um dispositivo nuclear em 2006. O governo da Coréia do Norte afirma ter detonado armas nucleares em testes subterrâneos em outubro de 2006 e em maio de 2009 e as evidências parecem apoiar essas afirmações. A Coreia do Norte foi signatária e nação membro do Tratado de Não Proliferação, mas retirou-se do TNP em 2003.