太平洋戦争
1945年7月26日に米英中の首脳の名において、日本に降伏を求めるポツダム宣言が発表されたが、日本政府はこれを「黙殺」した。アメリカのトルーマン大統領は、本土決戦による犠牲者を減らすためと、日本の分割占領を主張するソビエト連邦の牽制を目的として、史上初の原子爆弾の使用を決定（日本への原子爆弾投下）。8月6日8時15分に広島市への原子爆弾投下、次いで8月9日11時2分に長崎市への原子爆弾投下が行われ、投下直後に死亡した十数万人に併せ、その後の放射線被害などで20万人以上の死亡者を出した。なお、日本軍は原爆の開発を試みたが基礎研究の域は出なかった（日本の原子爆弾開発）。
核砲弾
W9核砲弾はW19核砲弾に更新されたりしたが、核兵器の小型化とともに1957年には203mm砲向けのW33核砲弾が実用化され、1963年には155mm砲向けのW48核砲弾の部隊配備が開始された。戦術核兵器として中性子弾頭のW79-0核砲弾も開発された。この他、アメリカ海軍もアイオワ級戦艦の16インチ砲向けにW23核砲弾を開発・配備している。冷戦後のアメリカ合衆国は戦術核兵器の前線配備を中止したため、核砲弾は配備されていない。