Aukstā kara kodolieroču vēsture aizsākās Otrā pasaules kara laikā, kad ASV nometa Japānai divas kodolbumbas. Lai gan šīs bija vienīgās divas kodolbumbas, kas tika izmantotas aktīvā kara laikā, to izmantošana izraisīja kodolieroču sacensību, kas ilga vairāk nekā pusgadsimtu. Aukstā kara kodolieroču sacīkstes galvenokārt bija sacensības starp ASV un Padomju Savienību, lai gan citas valstis šajā laikā izstrādāja kodolieročus.
Pēc Otrā pasaules kara sākās cīņa par pasaules varu, un ASV un Padomju Savienība izvirzījās vadībā. Tolaik ASV uzskatīja, ka tām ir kodolieroču monopols un piekļuve vienīgajiem urāna krājumiem, kas bija nepieciešami kodolieroču izgatavošanai. Drīz pasaule atklāja, ka urāna nav tik maz, kā to domāja amerikāņi, un drīz vien Padomju Savienība sāka izstrādāt savus Aukstā kara kodolieročus. Viņi pabeidza savu pirmo kodolieroci agrāk, nekā prognozēja ASV, un tas bija šoks pasaulei. Tā kā Amerikas Savienotās Valstis bija piesardzīgas pret padomju varu pat Otrā pasaules kara laikā, kad valstis bija sabiedrotās, šī attīstība izraisīja lielas bažas ASV, vēl vairāk veicinot auksto karu un sarkano biedu ASV.
Padomju Savienības pirmie aukstā kara kodolieroči bija gandrīz identiskas bumbas ar nosaukumu Fat Man, kas bija amerikāņu kodolbumba, kas tika nomesta Nagasaki, kopijas. Pēc šīs attīstības abas puses pastiprināja kodolieroču ražošanu, saprotot, ka kodolieroču nākotne ir saistīta ar raķetēm, nevis bumbām. Raķetēm bija liela attāluma ietekme, un, kad krievi palaida Sputnik, demonstrējot savu tehnoloģisko sasniegumu, sākās kosmosa sacīkstes, un ASV atzina, ka Krievija ir priekšā kodolraķešu radīšanai.
Tomēr abas puses, kas bija izstrādājušas aukstā kara kodolieročus, bija izstrādājušas arī “otrā trieciena” sistēmas, kas būtībā nozīmēja, ka pat tad, ja vienai pusei būtu uzbrukts un tā lielākoties tika iznīcināta, tā joprojām varēja uzsākt ofensīvu un iznīcināt savu ienaidnieku. Tāpēc gan ASV, gan padomju vara zināja, ka, ja viņi sāks uzbrukumu, tas nozīmētu postījumu abām pusēm.
Tā kā arvien vairāk valstu, piemēram, Francija, Apvienotā Karaliste un Ķīna, sāka veidot savus Aukstā kara kodolieroču krājumus, sāka veidoties līgumi, lai palēninātu vai apturētu kodolieroču izplatīšanu. Lai gan daudzi no šiem līgumiem bija neefektīvi, Amerikas Savienotajām Valstīm trūka pārliecības par saviem ieročiem un tās vēlējās palēnināt ieroču izplatīšanas tempu visā pasaulē. Padomju Savienība piedzīvoja ekonomiskas problēmas, kas izraisīja kodolieroču izplatīšanas palēnināšanos. Brīdī, kad Ronalds Reigans stājās amatā Amerikas Savienotajās Valstīs, aukstais karš tuvojās beigām, un līgumu un vienošanos kopums bija palēninājuši kodolenerģijas attīstību. Tomēr pēdējās desmitgadēs citas valstis ir sākušas būvēt pašas savus kodolieročus, atmodinot jautājumu par kodolkaru un tā ekonomisko un humanitāro ietekmi.