1945 m. liepos mėn. JAV susprogdino pirmąją atominę bombą. Vėliau tais metais JAV panaudojo atomines bombas Japonijos miestuose Hirosimoje ir Nagasakyje, o tai paspartino Antrojo pasaulinio karo pabaigą. Nors JAV buvo pirmoji šalis, turinti branduolinius ginklus, branduolinio ginklo platinimas nesiliovė su JAV. 2009 m. pabaigoje buvo devynios šalys, kurios šiuo metu turi arba manoma, kad turi branduolinius ginklus, ir viena tauta – Iranas, apie kurį plačiai manoma. kurti savo branduolinių ginklų programą.
Sovietų socialistinių respublikų sąjunga (SSRS) tapo pirmąja valstybe po JAV, turinčia branduolinį ginklą. SSRS susprogdino savo pirmąją atominę bombą 1949 m. per bandymą. SSRS branduolinių ginklų programa dar labiau sustiprino didėjančią įtampą tarp JAV ir Sovietų Sąjungos ir pakurstė Šaltąjį karą, kuris egzistavo tarp dviejų tautų ir jų sąjungininkų. 1991 m. žlugus SSRS, didžiulis buvusios Sovietų Sąjungos branduolinių ginklų arsenalas tapo Rusijos Federacijos nuosavybe.
Trečioji šalis, turinti branduolinius ginklus, buvo Jungtinė Karalystė, kuri savo pirmąją atominę bombą išbandė 1952 m. Po Jungtinės Karalystės kita šalis, kuri sukūrė branduolinį ginklą, buvo Prancūzija 1960 m., o Kinijos Liaudies Respublika 1964 m.
Šios pirmosios penkios valstybės yra žinomos kaip branduolinį ginklą turinčios valstybės, tai reiškia, kad tai yra tarptautiniu mastu pripažintos ir įgaliotos turėti branduolinį ginklą šalys, taip pat pasirašiusios 1968 m. Branduolinio ginklo neplatinimo sutartį (NPT). Neplatinimo sutarties tikslas buvo užkirsti kelią kitoms valstybėms, išskyrus pripažintas branduolinį ginklą turinčias valstybes, kurti ir turėti branduolinius ginklus. BGNS taip pat paskatino penkias pripažintas branduolines valstybes vykdyti savo branduolinių ginklų mažinimo ir galiausiai panaikinimo politiką.
Yra dar keturios valstybės, kurios, kaip manoma, turi arba patvirtinta, kad turi branduolinių ginklų, tačiau nėra Neplatinimo sutarties narės. Indija susprogdino savo pirmąjį branduolinį įrenginį 1974 m. Indijos kaimynas Pakistanas pasekė pavyzdžiu ir 1998 m. sukūrė savo branduolinį ginklą.
Manoma, kad Izraelis turėjo branduolinių ginklų nuo septintojo dešimtmečio, tačiau jis to nei patvirtino, nei paneigė. Izraelio vyriausybė ne kartą pareiškė, kad ji nebus pirmoji valstybė, kuri Artimųjų Rytų regione įdiegs branduolinius ginklus. Nepaisant Izraelio vyriausybės dviprasmiškumo, yra daug įrodymų, rodančių, kad Izraelis gali turėti didžiausią branduolinį arsenalą už penkių branduolinį ginklą turinčių valstybių.
Korėjos Liaudies Respublika arba Šiaurės Korėja paskelbė, kad 2006 m. sukūrė branduolinį įrenginį. Šiaurės Korėjos vyriausybė teigia, kad 2006 m. spalio mėn. ir 2009 m. gegužės mėn. požeminiuose bandymuose susprogdino branduolinius ginklus, o įrodymai, atrodo, patvirtina šiuos teiginius. Šiaurės Korėja buvo Neplatinimo sutarties pasirašiusi šalis ir narė, tačiau 2003 m. išstojo iš BGNS.