第一美國：1945年7月16日5時30分，美國在新墨西哥州離阿拉木郭多50英里的一片廣闊荒蕪地區成功進行了首次核試驗，成為世界上第一個擁有核武器的國家。1992年美國政府宣佈暫停核試驗，至此美國總共進行了1032次核試驗。其彈道導彈的射程為13000公里。2010年4月5日，美國政府明確承諾不對遵守《不擴散核武器條約》的無核國家使用核武器。根據瑞典斯德哥爾摩國際和平研究所公佈的2014年度世界核武器儲備報告，美國擁有核彈頭數量7300枚。

第二俄羅斯：1949年8月29日4時，蘇聯在哈薩克的米什克瓦核試驗場成功進行了首次核試驗，成為世界上第二個擁有核武器的國家。1991年10月26日，蘇聯政府宣佈暫停核試驗，蘇聯解體後俄羅斯繼承了蘇聯遺留下的絕大部分核武器，並繼續暫停核試驗，至此從蘇聯到俄羅斯共進行了715次核試驗。其彈道導彈的射程為11000公里。根據瑞典斯德哥爾摩國際和平研究所公佈的2014年度世界核武器儲備報告，俄羅斯擁有核彈頭數量8000枚。

第三英國：1952年10月3日，英國第一顆原子彈在澳洲蒙特貝洛沿海的船上試爆成功，成為世界上第三個擁有核武器的國家。1991年11月，英國政府宣佈暫停核試驗，至此英國總共進行了45次核試驗。英國擁有225枚核彈頭，其彈道導彈的射程為12000公里。

第四法國：1960年2月13日，法國在阿爾及利亞撒哈拉沙漠中的拉甘核試驗場成功進行了首次核試驗，成為世界上第四個擁有核武器的國家。1996年9月5日，法國政府宣佈在南太平洋地區永久停止核試驗，至此法國總共進行了210次核試驗。法國擁有300枚核彈頭，其彈道導彈的射程為8000公里。

第五中國：1964年10月16日15時，中國在新疆羅布泊核試驗場成功進行了首次進行核試驗，成為世界上第五個擁有核武器的國家。1996年7月30日，中國政府宣佈暫停核試驗，至此中國的核試驗次數總計為45次。1964年10月16日22時，中國政府鄭重宣佈，中國在任何時候、任何情況下，都不會首先使用核武器。中國至今未公佈具體數量的核彈頭，其彈道導彈的射程為14000公里。

另外還有幾個非擁核國，非擁核國是指違背《不擴散核武器條約》，公然進行核武器試驗的國家國際社會均視為非法擁核國家。

印度：第一次核試驗是在1974年進行的，1998年5月11日和13日，印度又在西部博克蘭地區進行了5次小當量的核試驗。印度擁有的核彈頭總數為65枚左右，其彈道導彈的射程為2500公里。

巴基斯坦：1972年開始秘密研製核武器，力圖與印度抗衡。1990年以來，美國的制裁政策使巴基斯坦發展核武器的步伐被迫放慢。1998年5月28日，巴基斯坦成功地進行了5次核試驗。巴基斯坦可能擁有15~25枚核彈頭，其彈道導彈的射程為1500公里。

北韓：2006年10月9日，北韓進行第一次地下核試驗。外界猜測北韓已經擁有2至3枚核彈頭，其彈道導彈的射程為1000~1500公里。2009年5月25日，北韓進行了第二次地下核試驗。 2013年2月12日，北韓進行了第三次地下核試驗。 2016年1月6日，北韓宣佈6日成功進行了氫彈試驗。