1945年7月16日世界上第一颗原子弹爆炸。这颗原子弹被命名为“小玩意”。

第二次世界大战期间，流亡到美国的科学家西拉德等人为防止德国人抢先造出原子弹，动员著名科学家爱因斯坦上书美国总统罗斯福，信中阐述了研制原子弹对美国安全的重要性，但是起初罗斯福总统对此并不重视，直到1941年12月6日，日本偷袭珍珠港的前一天，才批准了美国科学研究发展局全力进行美国研制原子弹的步伐。1942年8月美国制订了研制原子 弹的“曼哈顿计划”随后任命格罗斯将军为负责人。

制造原子弹的材料是铀235，它在天然铀中只占0.7％，其余的占99.3％的是铀238是制作原子弹的关键。

美国不惜重金全力投入提取铀235的研究。比较成功的方法是劳伦斯方法和尤里方法。劳伦斯方法也叫电磁法，是采用质谱仪的原理，利用铀235和铀238质量上的差异而使之分离。劳伦斯曾采用4900吨重的巨形磁铁，每天也只能分离几毫克钿235。在田纳西州建立的电磁分离厂中建造了空前大的电磁铁，磁极的直径为15英尺（1英尺=0.3048米），用这种方法终于生产出以千克计的铀235。尤里方法也叫气体扩散法。气体扩散法是根据轻的分子（像那些含铀235的分子）比含铀238的较重的分子容易、并较迅速地通过多孔障壁细孔的原理，于是把铀制成六氟化铀气体，使它通过4000次多孔障壁就能得到纯度为99％的铀235。美国为此建造了巨大的工厂，加热后的六氟化铀气体要通过成千的多孔障壁，每一障壁有成百万的小于百万分之一厘米的孔。需要几个月才能使一定量的气体从头至尾通过工厂。

1945年3月美国成立合并秘密的原子能委员会，奥本海默、费米、劳伦斯、康普顿四位物理学家为该委员会人员。当时，除奥本海默尚未获诺贝尔奖外，其他三人均已获得过诺贝尔奖。

到1945年7月，美国生产出的铀235和钚239已经足够装配成原子弹了。

1945年7月16日凌晨在新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠中进行了世界上第一颗原子弹的爆炸实验，使用的是劳伦斯法制取的铀235。在30米高的铁塔上安放着世界上第一颗原子弹。清晨，5点30分按动引爆装置。瞬间，好象无数的太阳同时放射 出耀眼的光芒，立时出现了一个直径为2公里的巨大火球向空中升腾，转眼之间变成高达10 000米的庞大蘑菇云，由于爆炸引起了飓风，并象地震一样震撼着沙漠的大地。安放原子弹的铁塔，已被几百万度的温度蒸发得无形无踪，留下了巨大的深坑，估计原子弹的爆炸当量约相当于2万吨TNT炸药。

1945年8月6日美国向日本广岛投下原子弹，弹重4082公斤，弹长305米，弹径0.711米，装料为10公斤铀235，当量1.25万吨，因为该弹细长，被称为 “小男孩”。原子弹造成死亡7.1万人，伤6.8万人，遭到破坏的总面积达12平方公里，破坏建筑物5万余所，紧接着，美国又在长崎扔下名为 “胖子”的第二颗原子弹。这颗原子弹是用60公斤钚239制作的，弹长3.25米、弹径1.52米，当量2.2万号。该原子弹造成的死亡人数约3.5万，伤约6万，毁坏房屋19 587所，破坏面积4.7平方公里。

日本于8月15日宣布无条件投降，第二次世界大战结束。但是核武器从此开始威胁全人类。

苏联于1949年研制成功了原子弹，英国、法国分别于1952年和1960年爆炸了自己研制的原子弹，1964年中国也拥有了原子弹。