Trước khi chính thức đưa vào vũ khí trang bị, Mỹ đã thử nghiệm bom nguyên tử 6 lần và sau đó dội thứ vũ khí hủy diệt này xuống Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản tháng 05.1945, gây ra cái chết cho khoảng 150.000 đến 240.000 người.
Sau chiến tranh, Moscow bắt đầu phát triển vũ khí nguyên tử. Ngày 29.08.1949, Liên Xô thử nghiệm thành công bom hạt nhân.
Vũ khí hạt nhân lập tức trở thành mối quan tâm lớn nhất của các lãnh đạo thế giới do sự căng thẳng giữa Mỹ - NATO và Liên Xô trong Chiến tranh Lạnh. Thời điểm đó không có nhiều vũ khí hạt nhân, đến năm 1946 Mỹ chỉ sở hữu 10 quả bom nguyên tử, mỗi quả đều có thể phá hủy một thành phố lớn.
Đền thời điểm hiện nay, hai siêu cường hạt nhân đều có số lượng các đầu đạn rất lớn, đương lượng nổ vượt xa 2 quả bom nguyên tử ném xuống Nagasaki và Hiroshima.
Từ những năm 1950, Mỹ đã đã thành lập thao trường thử nghiệm vũ khí hạt nhân trên sa mạc Nevada. Trong video gây kinh hoàng này, ghi lại cảnh những lính thủy đánh bộ Mỹ từ tại Trại Desert Rock đang quan sát một vụ nổ nguyên tử trên khoảng cách tương đối gần.
Nhóm binh sĩ này đang tham gia thử nghiệm chiến đấu trong một cuộc chiến tranh nguyên tử, xác định khả năng và ảnh hưởng đối với người lính trong một vụ nổ hạt nhân, đối mặt với âm thanh khủng khiếp của vụ nổ, sóng xung kích, bức xạ quang, bức xạ xuyên, khói bụi trên chiến trường, hình ảnh kinh hoàng của nấm nguyên tử và tất nhiên là tác động của bụi phóng xạ lên binh sĩ.
Mỹ cũng có một địa điểm thử nghiệm được gọi là Pacific Proving Grounds "Thao trường Thái Bình Dương"ở quần đảo Marshall. Trên thao trường này 67 quả bom đã được thử nghiệm, người dân tại quần đảo Marshall đến nay vẫn bị ảnh hưởng của phóng xạ.
Trong suốt thời kỳ phát triển vũ khí hủy diệt lớn, Mỹ đã tiến hành hơn 1.000 lần thử nghiệm vũ khí hạt nhân, trong đó có hàng trăm vụ thử nghiệm hạt nhân trên thượng tầng khí quyển để nghiên cứu sự phát tán của bụi phóng xạ.
Mỹ cũng phát triển mạnh các phương tiện mang như tên lửa, máy bay ném bom chiến lược, chiến hạm và tàu ngầm. Ngày nay, Mỹ có khoảng 7.100 đầu đạn hạt nhân.