Vũ khí hạt nhân đầu tiên được Hoa Kỳ tạo ra trong Chiến tranh thế giới thứ hai và được phát triển để sử dụng để chống lại các thế lực của phe Trục.[1] Các nhà khoa học của Liên Xô đã nhận thức được tiềm năng của vũ khí hạt nhân và cũng đã tiến hành nghiên cứu về lĩnh vực này.[2]

Liên Xô không được thông báo chính thức về Dự án Manhattan cho đến khi Stalin được Tổng thống Hoa Kỳ Harry S. Truman thông báo tại Hội nghị Potsdam ngày 24 tháng 7 năm 1945,[3] tám ngày sau lần thử nghiệm thành công đầu tiên của vũ khí hạt nhân. Bất chấp liên minh quân sự thời chiến, Hoa Kỳ và Anh không tin tưởng Liên Xô đủ mức để giữ thông tin về Dự án Manhattan an toàn trước các điệp viên của Đức: và cũng có những lo ngại rằng, như một đồng minh, Liên Xô sẽ yêu cầu và mong đợi nhận được các chi tiết kỹ thuật của vũ khí mới.  

Khi Tổng thống Truman thông báo cho Stalin về vũ khí, ông ngạc nhiên về cách Stalin bình tĩnh phản ứng với tin tức và nghĩ rằng Stalin không hiểu những gì ông đã nói. Các thành viên khác của Hoa Kỳ và các phái đoàn Anh, những người quan sát chặt chẽ việc trao đổi giữa hai người đã có các kết luận tương tự.[3]

Trên thực tế, Stalin đã biết về chương trình này từ lâu, mặc dù Dự án Manhattan có sự phân loại bí mật cao đến mức, ngay cả khi là Phó Tổng thống, Truman không biết về nó hoặc sự phát triển của vũ khí này (Truman không được thông báo cho đến khi không lâu sau khi ông trở thành tổng thống). Một nhóm điệp viên hoạt động trong Dự án Manhattan, (bao gồm Klaus Fuchs [4] và Theodore Hall) đã thông báo cho Stalin được biết về tiến trình hạt nhân của Mỹ.[5] Họ đã cung cấp cho Liên Xô những thiết kế chi tiết về bom nguyên tử và bom khinh khí. Việc Fuchs bị bắt năm 1950 đã dẫn đến việc bắt giữ nhiều điệp viên Nga bị nghi ngờ khác, bao gồm Harry Gold, David Greenglass, và Ethel và Julius Rosenberg.[6]

Vào tháng 8 năm 1945, theo lệnh của Truman, hai quả bom nguyên tử đã được thả xuống các thành phố của Nhật Bản. Quả bom đầu tiên được thả xuống Hiroshima và quả bom thứ hai được thả xuống Nagasaki nhờ các máy bay ném bom B-29 có tên Enola Gay và Bockscar tương ứng.

Ngay sau khi kết thúc Chiến tranh thế giới thứ hai vào năm 1945, Liên Hợp Quốc đã được thành lập. Trong Đại hội đồng đầu tiên của Liên Hợp Quốc tại London vào tháng 1 năm 1946, họ đã thảo luận về tương lai của Vũ khí hạt nhân và thành lập Ủy ban Năng lượng Nguyên tử của Liên Hợp Quốc. Mục tiêu của hội nghị này là loại bỏ việc sử dụng tất cả vũ khí hạt nhân. Hoa Kỳ trình bày giải pháp của họ, được gọi là Kế hoạch Baruch.[7] Kế hoạch này đề xuất rằng cần có một cơ quan quốc tế kiểm soát tất cả các hoạt động nguyên tử nguy hiểm. Liên Xô không đồng ý với đề xuất này và từ chối nó. Đề xuất của Liên Xô liên quan đến giải giáp hạt nhân toàn cầu. Cả hai đề xuất của Mỹ và Liên Xô đều bị Liên Hợp Quốc từ chối.