1934'ten başlayarak Avrupa'nın bir çok laboratuvarında sürdürülen araştırmalar sonunda, 1938'de alman Hahn ve Strassmann parçalanma tepkimesini buldu. Bu yeni olayı Fransa'da, Halban, Joliot-Curie, Kowarski, F. Perrin ekibi, İngiltere'de Frisch, ABD'de Fermi inceledi. 1939'da fransız ekibi, parçalanma sırasında nötronların yayımlandığını ve bunların sayısının zincirleme bir tepkimeyi sürdürmek için yeterli olduğunu gösterdi; bu ekip böyle bir tepkimeyi, bir ağır su ve uranyum bütünü içinde gerçekleştirmek üzere planlar hazırladı.

Savaş Fransa'daki araştırmaları durdururken, Büyük Britanya ve sonra ABD ve Kanada'dakileri hızlandırdı. Araştırmalar daha çok atom silahları gerçekleştirme yönünde gelişti ve 16 Temmuz 1945'te ABD deki Yeni Meksika eyaletinde ilk nükleer patlama ve 1945 Ağustosunda Hiroşima ve Nagasaki'ye atılan atom bombaları ile sonçlandı.İlk Nükleer reaktörü (O zamanlar atom pili deniyordu) Fermi ekibi 2 Aralık 1942'de Chicago'da gerçekleştirdi.Bu, bir grafit ve uranyum istifinden oluşuyordu. Parçalanmayla ilk elektrik enerjisi üretimi, 1951'de ABD'de Arco'da oldu ve 1954'de Ruslar Obninsk'de 5000 KW'lık küçük bir santral çalıştırmaya başladı.

ABD'de Nükleer itmeli bir denizaltı olan Nautilius 1954 Eylülünde hizmete girdi. 1951 ve 1952 de gerçekleştirilen ilk iki ön denemedne sonra uçakla taşınabilir ilk termonükleer bomba 1 Mart 1954'de Amerikalılar'ca Bikini'de başarıyla denendi.

Türkiye'de ilk nükleer çalışma ve araştırmalar 1962'de İstanbul'da Küçükçekmece gölü kıyısında kurulan 1 MW'lık TR-1 araştırma reaktörüyle başladı. 1980'ler de bu reaktörün gücü 5 MW'a çıkarıldı (TR-2). 1990'ların sonuna doğru Türkiye'de elektrik enerjisi üretmek üzere Nükleer güç santralı yapımı için çalışmalar sürdürülmektedir.