Началом «ядерной эры» человечества можно считать 16 июля 1945 года. Тогда на полигоне Уайт Сэндз в пустыне неподалёку от города Аламогордо в штате Нью-Мексико в рамках Манхэттенского проекта было проведено первое успешное испытание взрывного ядерного устройства, получившего название «Штучка». Мощность ядерного взрыва в тротиловом эквиваленте составила около 21 кт. 

До этого 7 мая здесь состоялась «капитальная репетиция»: на шестиметровой деревянной платформе было взорвано 110 тонн мощного взрывчатого вещества с добавлением некоторого количества радиоактивных изотопов. Пробный взрыв с использованием обычной взрывчатки выявил ряд слабых мест в испытательном процессе и позволил отработать контрольно-измерительную аппаратуру и линии связи, а также методику сбора проб грунта и воздуха сразу же после испытания.

Взорвать ядерный заряд на вершине тридцатиметровой металлической башни, было решено, чтобы лучше понять, как поражающие факторы взрыва будут воздействовать на окружающую местность при реальном взрыве боевой бомбы сброшенной с бомбардировщика. Ещё в процессе проработки возможного боевого применения ядерной бомбы, расчёты показали, что максимальный разрушительный эффект по целям в виде городской застройки будет получен именно при воздушном подрыве. После того как металлическая сфера с плутониевым зарядом имплозивного типа была с помощью лебёдки поднята на вершину башни, под ней установили грузовик с матрасами на случай падения бомбы с высоты. 

Руководитель группы сборки взрывного ядерного устройства Норрис Брэдбери сфотографирован рядом с частично собранным ядерным зарядом на вершине испытательной башни

Из-за грозы испытания, назначенные на 04:00 по местному времени, пришлось перенести на полтора часа. После ядерного взрыва, испарившего многотонную стальную башню и испепелившего всё округе, в радиусе сотен метров образовалась стекловидная корка спёкшегося песка. Уже через несколько часов к месту взрыва на танке «Шерман», дополнительно защищённом от радиации свинцовыми листами, отправилась группа учёных, которые произвели замеры радиации и взяли пробы грунта. Несмотря на защиту, все они получили значительные дозы облучения.

В целом испытание в Уайт Сэндз, получившее кодовое название «Тринити», подтвердило расчёты американских физиков и доказало возможность использования энергии ядерного распада в военных целях.

21 декабря 1965 года, после того как уровень радиации достиг безопасных значений, район испытаний в Нью-Мексико был объявлен Национальным историческим памятником и вошел в Национальный реестр исторических мест.

В настоящее время район проведения первого ядерного взрыва открыт для посещений в составе экскурсионных групп всеми желающими. В точке, где стояла когда-то вышка с ядерным устройством, установлен мемориал.

Испытание 16 июля 1945 года открыло дорогу для боевого применения энергии атомного распада. В августе 1945 года в распоряжении американских военных имелось две готовых к применению ядерных бомбы. 

Первая, урановая, «пушечного типа», массой около 4000 кг и длиной 3000 мм, содержала в себе 64 кг высокообогащённого U-235. Эта бомба, получившая название «Малыш», имела относительно простую и надёжную конструкцию. Её корпус был выполнен достаточно толстым, чтобы выдержать попадание осколков зенитных снарядов и крупнокалиберных пуль. Для доведения уранового заряда до сверхкритической массы использовался обрезанный до 1,8 м ствол морского орудия калибра три дюйма, на дульной части которого находился основной цилиндрический урановый заряд массой 38,5 кг и инициатор из сплава бериллия и полония, установленный на тыльной стороне «мишени». Орудие стреляло «снарядом» из карбида вольфрама, на головной части которого крепился урановый стержень массой 25,5 кг. В результате столкновения «снаряда» с «мишенью» происходило образование сверхкритической массы, и начиналась цепная реакция. Эта схема считалась настолько надёжной, что не требовала предварительных испытаний.

С учётом применения такого устройства форма делящихся материалов выполнена в расчёте на то, что она позволит в течение некоторого времени выдержать силу столкновения «снаряда» и «мишени» и не разрушаться достаточно долго до начала цепной реакции. При относительной простоте данная схема обладает очень низким КПД, так как большая часть урана оказывается рассеяна до того как успевает прореагировать. По этой причине ядерные заряды такого типа в настоящее время не эксплуатируются.

В ядерном взрыве «Малыша» в цепной реакции участвовало около 700 граммов урана, то есть немногим более 1 % делящегося материала. Но и этого оказалось вполне достаточно. Мощность ядерной бомбы, сброшенной 6 августа 1945 года в 08:15 по местному времени на японский город Хиросима с бомбардировщика B-29, летевшего на высоте более 9000 метров, оказалась в районе 15-18 кт в тротиловом эквиваленте.

Атомная бомба сработала на высоте около 600 метров по команде радиовысотомера APS-13. В результате взрыва в радиусе более 1,5 км были разрушены практически все здания. На площади более 11 км² возникли сильнейшие пожары. Около 90% всех зданий в городе были разрушены или получили серьёзные повреждения. Считается, что во время атомной бомбардировки погибло от 70 до 80 тыс. человек, всего же в течение года от травм, ожогов и лучевой болезни скончалось около 160 тыс. чел.

Вторая американская атомная бомба, практически уничтожившая 9 августа 1945 года портовый японский город Нагасаки, была плутониевая — имплозивного типа. По своей конструкции она в основном аналогична заряду, испытанному на полигоне в Нью-Мексико. Форма плутониевого «Толстяка» была очень далека от аэродинамического совершенства, и для стабилизации после сброса бомбы с бомбардировщика пришлось применить парашют.

Плутониевая бомба, названная «Толстяком», по сравнению с «Малышом» была устроена гораздо сложней. Делящимся материалом в ней выступал Pu-239 в количестве, близком к критической массе. В природе плутоний, встречающийся в урановых рудах, очень редок. В значимых количествах его получают в ядерных реакторах при облучении U-238 нейтронами.

В «Толстяке» находилось около 6 кг плутония, окруженного оболочкой из урана-238, делящиеся материалы, в свою очередь, были помещены в алюминиевую обжимающую сферу. Алюминиевая оболочка, легированная бором, обеспечивала равномерное сжатие ядерного заряда и предохраняла его от начала преждевременной цепной реакции и разрушения продуктами взрыва. В полом плутониевом ядре, сформированном двумя полусферами, располагался нейтронный инициатор — шарик диаметром около 2 см из бериллия, покрытый сплавом полония и иттрия. Нейтронный инициатор служил первичным источником нейтронов при сжатии плутониевого ядра взрывной волной. Поверх алюминиевой оболочки был собран заряд взрывчатки из 64 сегментов, напоминавший по форме гигантский футбольный мяч. Вес взрывчатого вещества превышал 2300 кг. Для равномерного сжатия плутониевого ядра шар из взрывчатки был весь буквально утыкан электрическими детонаторами, которые срабатывали одновременно. Такая сложная конструкция бомбы делала её сборку и подготовку к применению очень непростой задачей, требующей повышенного внимания и тщательного контроля.

Выход энергии при взрыве «Толстяка» оказался выше, чем у уранового «Малыша». Коэффициент использования делящихся материалов составил 17%. Мощность взрыва находилась в пределах 22 кт. Хотя выход энергии был больше, чем в Хиросиме, количество погибших и пострадавших в Нагасаки оказалось меньше.

Сказались большое отклонение бомбы от точки прицеливания, которая взорвалась над промзоной, рельеф местности, а также то, что незадолго до этого в ожидании налётов американской авиации значительная часть населения была эвакуирована. В результате бомбардировки погибло около 80 тыс. человек, ещё около 60 тыс. человек умерло до конца года. На площади около 84 км² было разрушено и повреждено приблизительно 19500 зданий.

Примечательна история японца Цутому Ямагути, пережившего обе ядерные бомбардировки. 6 августа 1945 года Цутому Ямагути было 29 лет. Он находился в Хиросиме, примерно в трёх километрах от эпицентра взрыва. У него сгорели волосы, была обожжена левая сторона лица и лопнула барабанная перепонка в левом ухе. 8 августа он вернулся в Нагасаки, где работал на верфях компании «Мицубиси» и обратился за медицинской помощью в больницу. И снова попал под ядерную бомбардировку. В этот раз он почти не пострадал, но вскоре после того как были потушены пожары, кинулся в город искать своих пропавших без вести родственников. В ходе поисков Ямагути получил большие дозы радиации, и у него впоследствии наблюдались признаки лучевой болезни — выпали волосы, образовались долго незаживающие язвы и начались длительные носовые кровотечения. Тем не менее, Цутому Ямагути вопреки всему выжил, он скончался 4 января 2010 года в возрасте 93 лет в Нагасаки.

Эффект применения ядерных бомб против японских городов, значительная часть которых была застроена деревянными строениями, оказался даже выше ожидаемого, и после капитуляции Японии американское руководство стало рассматривать ядерное оружие как элемент давления на Советский Союз. Если в 1947 году Соединённые Штаты располагали 32 ядерными бомбами, подготовка к применению которых требовала значительного времени, то уже через пять лет в 1952 году в США имелось 1005 ядерных зарядов. Еще через пять лет количество зарядов увеличилось более чем в шесть раз.

Для испытаний новых типов ядерных бомб на тихоокеанских атоллах Бикини и Эниветок были созданы ядерные полигоны. С 1946 по 1958 год здесь проведено 67 ядерных испытаний, в том числе надводные и подводные. 

Летом 1946 года в ходе операции «Перекрёсток» было произведено два подводных ядерных взрыва мощностью около 23 кт. Это были первые испытательные ядерные взрывы, о которых было сообщено в СМИ, и на них пригласили иностранных наблюдателей, в том числе и из СССР.

Целью этих испытаний была проверка способности кораблей военного и торгового флота противостоять поражающим факторам ядерного оружия. Для повышения достоверности результатов испытаний, на палубах и во внутренних отсеках были размещены подопытные животные. В испытаниях задействовали флот из 95 кораблей-мишеней. Это были трофейные немецкие и японские корабли и суда, а так же американские, которые были сочтены адмиралами ВМС США устаревшими или лишними. Испытания продемонстрировали, что могут быть потоплены или получить серьёзные повреждения корабли, находящиеся в радиусе 1000 метров от эпицентра подводного взрыва. Корабли, находящиеся на большем расстоянии, тоже получали повреждения, но они вполне могли быть отремонтированы. По результатам испытаний был сделан вывод, что подводная лодка, вооруженная ядерными торпедами для боевых кораблей, может представлять большую опасность, чем тяжелый бомбардировщик. Эскадра боевых кораблей в открытом море, идущая со скоростью 20-25 узлов, вполне в состоянии уклониться от сброшенной с высоты 8-9 км ядерной бомбы. Взрыв при этом произойдёт на расстоянии 2-2,5 км от эскадры. В случае отсутствия на палубах большого количества взрывоопасных и горючих веществ и личного состава ядерный взрыв мощностью 20-25 кт не причинит большого ущерба боевым кораблям. 

При воздушном взрыве основными радиационными факторами являлись проникающая и наведённая радиация, загрязнение радиоактивными осадками было минимальным. Радиационное загрязнение при подводных взрывах оказалось многократно выше, чем при воздушных, и для очистки кораблей после испытаний требовались значительные усилия. По этой причине часть испытательного флота, подвергшегося радиационному заражению, дезактивации не подвергалась, а была затоплена в океане.

1 ноября 1952 года на атолле Эниветок состоялось первое испытание стационарного термоядерного устройства. Мощность взрыва первой водородной бомбы составила 10,4 Мт, что в 450 раз превысило мощность заряда, сброшенного на Нагасаки. И хотя это было чисто стационарное устройство массой 62 тонны и размером с трёхэтажный дом, не имевшее каких либо перспектив практического военного использования, данное испытание показало возможность использования энергии термоядерного синтеза в военных целях. 

1 марта 1954 года на атолле Бикини было взорвано термоядерное двухступенчатое устройство мощностью 15 Мт. По сравнению с первым испытательным взрывом, в данном устройстве были отработаны решения, воплотившиеся в последствии в термоядерных бомбах, принятых на вооружение. В качестве «термоядерного горючего» использовался твёрдый дейтерид лития-6. Этот взрыв стал самым мощным в истории американских ядерных испытаний. 

Стационарное термоядерное устройство получившее обозначение «Кастл Браво» весило более 10 т и имело вид цилиндра длиной около 4,5 м. По результатам испытания «Кастл Браво» начались работы по созданию термоядерных зарядов пригодных для использования на стратегических носителях.

Спутниковый снимок Google Earth: на северо-западном мысе атолла Бикини виден кратер, образовавшийся при испытании водородной бомбы «Кастл Браво» 

Физики, занимавшиеся расчётами мощности заряда, ошиблись, и количество выделенной энергии оказалось в 2,5 раза больше запланированной. Взрыв произвёл большое впечатление на наблюдателей. Огромное грибовидное облако диаметром 100 км, при толщине «ножки» -7 км, за считанные минуты поднялось на высоту более 40 км, достигнув наибольшего размера через 8 минут после взрыва. После взрыва очертания атолла сильно изменились. На северо-западной оконечности атолла Бикини образовалась гигантская воронка диаметром около 1,8 км, которая быстро заполнилась водой. В результате взрыва сам атолл и окрестности подверглись сильнейшему радиоактивному заражению. Серьёзному загрязнению радиоактивными осадками подверглась зона в форме овала шириной 100 км и длиной свыше 550 км. Это привело к экстренной эвакуации американских военнослужащих и мирных жителей с близлежащих островов, часть из них получила очень высокие дозы радиации. Большие дозы облучения получили также экипажи рыболовецких судов, ведших промысел в этом районе. Считается, что «Кастл Браво» стало не только самым мощным, но и самым «грязным» американским ядерным испытанием. Специалисты связывают большой выброс радиации с реакцией деления урановой оболочки, которая окружала термоядерный заряд, она сработала как третья ступень взрыва. 

Американские ядерные испытания на Маршалловых островах и значительное радиационное загрязнение вызвали большой резонанс у мировой общественности. Главы нескольких региональных государств потребовали их прекращения. Это, а также большая удалённость, сложности с поддержанием инфраструктуры и непредсказуемость погоды вынудили перенести ядерные испытания на территорию США.

В 1951 году начал функционировать Невадский испытательный полигон площадью около 3500 км². Как оказалось, выбор места для полигона был сделан весьма удачно, структура скальных пород и рельеф местности позволяли проводить здесь подземные испытательные взрывы в скважинах и штольнях. Первый тактический ядерный заряд мощностью 1 кт был испытан на полигоне 27 января 1951 года. В общей сложности здесь прогремело 928 ядерных взрывов, около 100 из них были атмосферными. После вступления в силу подписанного в 1963 году Договора об ограничении испытаний в трёх средах на Невадском полигоне проводились только подземные испытания.

В 50-е годы на полигоне в Неваде проходили учения с применением ядерного оружия, в которых задействовались значительные количества боевой техники и американских военнослужащих. На ядерном полигоне возводились различные фортификационные и инженерные сооружения, а так же типовые здания городской застройки. 

В 50-х начале 60-х годов грибовидные облака ядерных взрывов можно было наблюдать на значительном расстоянии от полигона. Их видели из Лас-Вегаса и даже из Лос-Анджелеса.

Кроме испытания ядерных боеприпасов и отработки боевых действий в условиях применения ядерного оружия, на Невадском полигоне проводились исследования по использованию ядерных зарядов в «мирных целях». 6 июля 1962 года термоядерный взрыв мощностью 104 кт взметнул в воздух на высоту около 100 метров огромный купол грунта. Взрывом было выброшено более 11 миллионов тонн песка и скального грунта. Датчики зафиксировали сейсмическую волну, эквивалентную землетрясению магнитудой более 4,7 балла по шкале Рихтера.

Целью ядерного испытания «Сторакс Седан» было изучение возможности использования ядерных зарядов для образования воронок, создания полостей для хранения нефти и газа, добычи полезных ископаемых, и других «мирных» целей.

В результате наземного взрыва образовалось очень большое количество радионуклидов. Через 1 час после взрыва уровень радиации на краю кратера составил 500 рентген в час. Это испытание оказалось самым «грязным» из всех проведённых на территории США. При взрыве «Сторакс Седан» было выброшено около 7% от общего количества радиоактивных осадков, которые выпали на прилегающей территории США при всех ядерных испытаний на полигоне в Неваде. 

Последнее ядерное испытание на полигоне в штате Невада состоялись 23 сентября 1992 года. С тех по полигон продолжает функционировать, но здесь проходят исследования без достижения критической массы зарядов и начала масштабной неуправляемой цепной реакции. В 2006 году планировался эксперимент с подрывом 1100 тонн обычной взрывчатки, но в 2007 году этот проект был закрыт. По просочившимся в СМИ данным на полигоне в подземных скважинах до сих пор находятся несколько не сработавших ядерных зарядов, поднять которые не удалось.

На ядерном полигоне в Неваде администрацией ежемесячно проводятся экскурсионные туры по территории, очередь на них расписана на много месяцев вперёд. В ходе тура посетители не могут свободно выходить из автобусов, иметь с собой бинокли, мобильные телефоны, фото- и видеокамеры. Запрещается брать на память камни, и какие-либо предметы с полигона.

Всего в США проведено 1054 ядерных взрывов. Кроме Нью-Мексико, Маршалловых островов и полигона в штате Невада, испытания проводились в Колорадо, Миссисипи и на Аляске.

Отдельного упоминания заслуживают подземные ядерные испытания, проведённые в период с 1965 по 1971 гг. на острове Амчитка, архипелага Алеутские острова. Целью этих ядерных испытаний было исследование особенностей сейсмических волн, вызываемых ядерным взрывом, и возможность отличать их от природных землетрясений, а также исследование процессов, происходящих в земной коре при мощном ядерном взрыве на большой глубине. 

Бурение скважины глубиной более 1870 метров для самого мощного подземного испытания в истории США началось в августе 1967 года. Было решено использовать термоядерный заряд, получивший имя «Жестянка», мощностью 5 Мт, изначально созданный для противоракеты «Спартан».

При взрыве, произведённом 6 ноября 1971 года, на острове Амчитка был зафиксирован подземный толчок магнитудой в 6,8 балла по шкале Рихтера, вызвавший сдвиги пластов земли по всему острову площадью 308,6 км², поднятие грунта на высоту около 5 метров, и крупные обвалы на береговой линии. 

В общей сложности с 1945 года в США было собрано более 66000 ядерных боеголовок и создано более 100 типов и модификаций ядерных боеприпасов. Основными носителями атомных бомб до конца 50-х годов оставались стратегические бомбардировщики, позже упор был сделан на баллистические ракеты, размещённые в шахтных пусковых установках на территории США и на подводных ракетоносцах. 

После накопления значительных запасов ядерного оружия и миниатюризации боеголовок, американские стратеги стали рассматривать его не только как средство уничтожения крупных стратегических и административно-промышленных целей, но и как оружие на поле боя.

В 50-е годы появилась доктрина «ограниченной ядерной войны», согласно которой применение ядерных зарядов должно было ограничиться локальной территорией за пределами США и не привести к обмену ядерными ударами между сверхдержавами.

Впервые возможность применения ядерного оружия в ходе конфликта, где были задействованы американские вооруженные силы, рассматривалась во время Корейской войны. Позже некоторые американские политики и генералы на полном серьёзе ратовали за нанесение ядерного удара по Северному Вьетнаму.

В 50-60-е годы в США произошло насыщение ядерным орудием всех родов войск. Ядерными боеголовками оснащались зенитные и авиационные ракеты истребителей-перехватчиков, торпеды и глубинные бомбы. Тогда же на вооружение американских частей в Европе поступили ядерные артиллерийские снаряды для 280 мм, 203 мм и 155 мм орудий. Самыми лёгкими стали «ядерные» безоткатные орудия «Деви Крокет»: 120 мм М28 и 155 мм М29. Они в 1962 году поступили на вооружение американских пехотных и парашютно-десантных дивизий. Для частей «специальных операций» были созданы переносные ядерные фугасы в виде ранцев. 

На вооружение американских войск, размещённых в Европе, в большом количестве были приняты мобильные тактические и оперативно-тактические ракетные комплексы: «Онест Джон», «Литтл Джон», «Капрал», «Сержант», «Лакросс», «Ланс». С их помощью можно было наносить ядерные удары по скоплениям войск и узлам обороны в непосредственной близости от линии боевого соприкосновения. 

Разработка и создание новых видов тактических боеголовок продолжалось вплоть до второй половины 80-х. Тогда было объявлено о производстве 2000 «нейтронных» снарядов к 203-мм и 155-мм гаубицам и 800 «нейтронных» боеголовок к ракетам «Ланс». 

Попытки США добиться подавляющего военного превосходства над СССР едва не привели к глобальной ядерной катастрофе. В 1960 году количество имеющихся у американцев ядерных зарядов в несколько раз превосходило советский ядерный потенциал. На тот момент в США было развёрнуто около 6000 ядерных боевых частей, в СССР на стратегических носителях их было около 300. Соединенные Штаты также имели большое превосходство по количеству носителей. В тот момент в ВВС США состояло около 1300 дальних бомбардировщиков, способных доставить на территорию Советского Союза около 3000 ядерных бомб. Помимо бомбардировщиков, боевое дежурство в США несли 180 МБР «Титан» и «Атлас», а также 144 ракеты «Поларис» на ПЛАРБ типа «Джордж Вашингтон» и «Этен Аллен».

В 1961 году стало известно о начале развёртывания в Турции и Италии американских баллистических ракет средней дальности PGM-19 Юпитер с дальностью пуска 2400 км. До этого около 60 ракет PGM-17 Тор были развёрнуты в Великобритании. Это существенно ухудшало положение СССР и делало реальным нанесение внезапного обезоруживающего удара по пунктам управления и базам советских стратегических сил. 

В качестве ответного шага советское руководство решило разместить БРСДР-12 и Р-14 на Кубе. Оба типа ракет несли термоядерные моноблочные боевые части мощностью 1 Мт. Баллистические ракеты средней дальности Р-14 имели дальность пуска до 4000 км и с территории Кубы могли достать до Вашингтона. Размещение советских ракет на Кубе едва не привело к началу ядерной войны, эти события стали известны как «Карибский кризис». В результате двухсторонних переговоров советские ракеты были выведены с территории Кубы, а американские из Турции. После разрешения «Карибского кризиса» между правительствами СССР и США была установлена прямая телефонная линия, и к обеим сторонам пришло понимание, что следует воздерживаться от опрометчивых шагов в области, касающейся ядерных вооружений.

В конце 60-х в вооруженных силах США имелось около 32000 ядерных зарядов, в дальнейшем их количество стало постепенно сокращаться. Отчасти это произошло из-за ряда инцидентов, связанных с утерей ядерных бомб.

В феврале 1958 года в воздухе над побережьем американского штата Джорджия столкнулись бомбардировщик В-47 и истребитель F-86. После столкновения истребитель потерял крыло, но его пилоту удалось благополучно катапультироваться. На бомбардировщике оказались пробиты топливные баки, и вышел из строя один из двигателей. Чтобы дотянуть до аэродрома, экипажу В-47 пришлось аварийно сбросить термоядерную бомбу Mark 15, которая упала в залив Уоссо южнее курортного городка Тайби-Айленд. Эта бомба не найдена до сих пор.

Наибольшую известность получил инцидент, случившийся в 1966 году в Испании. Тогда в результате столкновения американского стратегического бомбардировщика B-52G и самолета-заправщика KC-135 аварийно были сброшены четыре термоядерные бомбы B28RI. Оба самолёта сгорели и развалились на части ещё в воздухе, а три бомбы упали на зёмлю неподалёку от деревни Паломарес. Одна из них не получила больших повреждений и осталась герметичной. Ещё две разрушились и заразили местность радиоактивным и токсичным плутонием. Четвёртая водородная бомба упала в море недалеко от побережья, и её поиски заняли три месяца. Мощность этой потерянной в море бомбы в 1000 раз превышала мощность той, что уничтожила Хиросиму.

Другой подобный случай произошел в январе 1968 года неподалёку от базы ВВС Туле в Гренландии. В результате пожара на борту бомбардировщика B-52G экипаж был вынужден его покинуть, и неуправляемый самолёт с четырьмя термоядерными бомбами B28RI разбился, ударившись об лёд залива Северной звезды в 11 км от ВПП базы. В результате сильнейшего удара и взрыва топливных баков бомбы разрушились, и их начинка вызвала радиационное заражение льда и морской воды. В общей сложности оказалось рассеяно около 7,5 кг плутония. Взорвавшийся бомбардировщик пробил лёд залива, и повреждённые бомбы ушли на дно. Обломки самолёта раскидало на площади несколько километров. Дезактивация местности проходила в труднейших условиях крайне низких температур и пронизывающего ветра. Потребовалось восемь месяцев, чтобы собрать большую часть обломков и зараженного радиацией льда. Поиск бомб не был полностью успешным. С помощью обитаемого глубоководного аппарата Star III удалось обнаружить и поднять три урановые оболочки, четыре тритиевых резервуара, мелкие обломки и парашюты. 

После катастрофы B-52G в Гренландии несение боевого дежурства в воздухе американскими стратегическими бомбардировщиками с ядерным оружием на борту было прекращено, и окончательный приоритет был отдан стратегическим подводным ракетоносцам, ведущим патрулирование в океане. По состоянию на 1980 год было известно о 32 авариях и катастрофах, связанных с ядерным оружием.

В конце 60-х в США началось постепенное снижение количества ядерных зарядов. По состоянию на 1990 год на носителях и базах хранения у американцев имелось около 22000 боезарядов. За прошедшие 25 лет, благодаря заключённым с Россией договорам СНВ-I, СНВ-II, СНВ-III, количество боеголовок по состоянию на 1 марта 2014 года было сокращено до 1585 единиц. Эти боезаряды развёрнуты на 778 межконтинентальных баллистических ракетах, баллистических ракетах подводных лодок и дальних бомбардировщиках. В США ещё имеется около 150 неразвёрнутых носителей. Согласно договору СНВ-3, к февралю 2018 года количество развернутых ядерных боезарядов не должно превышать 1550 единиц, а количество стратегических носителей — 800 единиц, из которых «оперативно-развернутых» должно быть не более 700 носителей.

Основу американской ядерной триады составляют баллистические ракеты (БРПЛ), размещённые на подводных лодках (ПЛАРБ). В настоящий момент в составе ВМС США имеется 14 ПЛАРБ типа «Огайо» с 336 БРПЛ «Трайдент-2»(D 5). Как правило, 12 из 14 ПЛАРБ находятся в строю и несут 288 БРПЛ. Обычно в океане на боевом дежурстве ежедневно находится 8-9 лодок. 

Американские ПЛАРБ базируются на объектах, распложенных на тихоокеанском и атлантическом побережьях. На тихоокеанском побережье это Бангор, штат Вашингтон, на атлантическом побережье это Кингс Бей, штат Джорджия. 

На военно-морских базах имеется развитая инфраструктура для обслуживания и текущего ремонта лодок. Здесь же расположены ракетные арсеналы и защищённые хранилища для ядерных боеголовок. 

БРПЛ UGM-133A «Трайдент-2» (D5) с максимальной дальностью пуска 11 300 км несёт разделяющуюся головную часть с блоками индивидуального наведения мощностью 475 и 100 килотонн. БРПЛ «Трайдент-2» имеет высокую точность (КВО с астрокоррекцией 120 метров ) и способны эффективно поражать малоразмерные высокозащищённые цели и наносить обезоруживающие удары по шахтным пусковым установкам баллистических ракет и командным центрам. Ядерные боеголовки, развёрнутые на «Трайдент-2», составляют более 50% от имеющихся в стратегических ядерных силах США боезарядов.

В наземной части американской ядерной триады всё ещё эксплуатируются достаточно старые МБР LGM-30 «Минитмен-3» с дальностью пуска до 13000 км. Они впервые заступили на боевое дежурство в 1970 году, самая «свежая» МБР этого типа была передана ВВС в 1978 году. С тех пор ракеты неоднократно модернизировались. В период с 1998 по 2009 гг. все ракеты прошли программу замены твёрдого топлива. Но у многих американских специалистов остаются сомнения в их высокой надёжности. Часть испытательных пусков ракет, взятых с боевого дежурства, была признана неудачной.

В настоящее время несут службу менее 450 «Минитмен-3». Основная их часть оснащена моноблочными головными частями Mk 21, с термоядерным боезарядом W87 мощностью 300 кт с КВО около 180 метров. Недостатком МБР «Минитмен-3» является отсутствие на них средств прорыва ПРО, тем не менее, предполагается, что они останутся на вооружении до 2030 года.

В авиационной компоненте американских стратегических ядерных сил имеется более 90 бомбардировщиков В-52Н и В-2А. Сверхзвуковые бомбардировщики В-1В формально выведены из состава ядерных сил, считается, что они ориентированы на удары только неядерными средствами поражения.

Производство бомбардировщиков В-52 было завершено в далёком 1962 году. Несмотря на это, он до сих пор рассматривается в качестве одного из основных носителей ядерных бомб и крылатых ракет воздушного базирования. В прошлом парк В-52 неоднократно проходил модернизацию. В настоящее время также ведутся работы по повышению боевых характеристик этих заслуженных машин, оснащению их современными средствами связи РЭБ и разведки. Количество состоящих на вооружении В-52Н постепенно уменьшается, но планируется, что как минимум 40 бомбардировщиков будут эксплуатироваться до 2040 года.

В 1993 году на вооружение поступил бомбардировщик В-2А, выполненный по технологии «стелс». Ввиду окончания холодной войны и чрезмерной дороговизны, было построено всего 20 «бомбардировщиков-невидимок». В настоящее время эксплуатируется 18 машин, 2 самолёта потеряно в лётных происшествиях.

На постоянной основе В-2А находятся на авиабазе Уайтмен (штат Миссури). Время от времени в тренировочных целях бомбардировщики перебрасываются на другие аэродромы. В качестве промежуточного аэродрома при осуществлении полётов над Тихим океаном используется авиабаза Андерсен на острове Гуам. 

При заключении договора СНВ-3 американская сторона настояла на том, что при подсчёте ядерных боезарядов за одним тяжелым бомбардировщиком засчитывается один ядерный заряд. Хотя известно, что, например, бомбардировщик В-52Н способен нести 20 крылатых ракет.

Кроме стратегического ядерного оружия, в распоряжении военных США имеется также тактическое ядерное оружие. Официальные данные по нему никогда не публиковались, но согласно экспертным оценкам США имеет около 500 тактических зарядов. Часть из них находится на складах на территории США отдельно от носителей. В это число входит примерно 100 боеголовок для крылатых ракет морского базирования. 

Оставшиеся ядерные заряды — это, по всей видимости, свободнопадающие бомбы В61 разных модификаций. Считается, что около 200 таких бомб хранится на американских авиабазах в Европе. Грань между тактическим и стратегическим ядерным оружием в этом случае достаточно условна, так как самолёты тактической авиации США и их союзников в Европе способны наносить удары термоядерными бомбами по стратегическим объектам на территории России. 

Несмотря на то, что ядерные испытания в США прекращены в 1992 году, а стратегические и тактические арсеналы подверглись сокращению, совершенствование существующих и создание новых видов ядерного оружия продолжается. Недавно стало известно, что в 2018 году планируется завершить цикл испытаний и принять на вооружение новую термоядерную бомбу В61-12. Эта авиационная бомба будет оснащена комбинированной инерциальной и спутниковой системой навигации и исполнительными управляющими аэродинамическими поверхностями, с помощью которых точность попадания бомбы увеличится в несколько раз. Это, а также регулируемая мощность взрыва, должны снизить возможный побочный ущерб для своих войск.

В перспективе бомба В61-12 должна заменить все ранние варианты В61, кроме противобункерной В61-11, на стратегических и тактических носителях и стать более безопасной и гибкой в применении. 

В Соединенных Штатах за разработку и производство ядерного оружия отвечает Министерство энергетики США. В его составе имеется 17 лабораторий и научных центров, занимающихся среди прочего вопросами ядерной безопасности, создания и совершенствования ядерного оружия. Непосредственно работы с ядерными материалами и сборка ядерных боевых частей ведётся частными компаниями под контролем и руководством специалистов Министерства энергетики. Производство оружейного плутония и новых боеголовок в США было прекращено в 1991 году, но технологические линии и производственные мощности сохранены и в случае необходимости могут быть снова задействованы. Кроме того, США обладают очень существенным возвратным потенциалом, уже накопленные запасы ядерных материалов позволяют использовать их для сборки новых ядерных зарядов. В последнее время среди американских специалистов-ядерщиков и высокопоставленных военных всё громче звучат голоса о необходимости возобновления ядерных испытаний на полигоне в Неваде. Если это все-таки произойдёт, то будет означать начало нового витка ядерной гонки вооружений и спровоцирует другие ядерные государства на ответные шаги.