Harold Urey phát hiện ra đồng vị đơteri năm 1931 và sau đó đã có thể cô đặc nó trong nước[3]. Người thầy của Urey là Gilbert Newton Lewis đã cô lập mẫu đầu tiên của nước nặng tinh khiết bằng điện phân năm 1933. Năm 1934 George de Hevesy và Hoffer sử dụng nước nặng trong một trong những thực nghiệm dò tìm vết sinh học đầu tiên, để ước tính tốc độ luân chuyển nước trong cơ thể người. Lịch sử về sản xuất và sử dụng ở quy mô lớn đối với nước nặng trong các thực nghiệm hạt nhân ban đầu được đưa ra dưới đây[4]