ASV uzspridzināja pirmo atombumbu izmēģinājuma laikā 1945. gada jūlijā. Vēlāk tajā pašā gadā ASV izmantoja atombumbas Japānas pilsētām Hirosimā un Nagasaki, kas paātrināja Otrā pasaules kara beigas. Lai gan ASV bija pirmā valsts, kurai bija kodolieroči, kodolieroču izplatīšana neapstājās līdz ar ASV. 2009. gada beigās bija deviņas valstis, kurām pašlaik ir vai tiek uzskatīts, ka tām ir kodolieroči, un viena valsts, Irāna, par ko plaši tiek uzskatīts. izstrādāt savu kodolieroču programmu.
Padomju Sociālistisko Republiku Savienība (PSRS) kļuva par pirmo valsti pēc ASV, kurai bija kodolieroči. PSRS uzspridzināja savu pirmo atombumbu izmēģinājuma laikā 1949. gadā. PSRS kodolieroču programma vēl vairāk pastiprināja pieaugošo spriedzi starp ASV un Padomju Savienību un izraisīja auksto karu, kas pastāvēja starp abām valstīm un to sabiedrotajiem. Līdz ar PSRS sabrukumu 1991. gadā, bijušās Padomju Savienības plašais kodolieroču arsenāls nonāca Krievijas Federācijas īpašumā.
Trešā valsts, kurai bija kodolieroči, bija Apvienotā Karaliste, kas savu pirmo atombumbu izmēģināja 1952. gadā. Pēc Apvienotās Karalistes nākamā valsts, kas izstrādāja kodolieročus, bija Francija 1960. gadā, kam sekoja Ķīnas Tautas Republika 1964. gadā.
Šīs pirmās piecas valstis ir zināmas kā kodolieroču valstis, kas nozīmē, ka tās ir valstis, kas ir starptautiski atzītas un pilnvarotas turēt kodolieročus, kā arī ir parakstījušas 1968. gada Kodolieroču neizplatīšanas līgumu (NPT). Neizplatīšanas līguma mērķis bija neļaut citām valstīm, kas nav atzītas kodolieroču valstis, izstrādāt un glabāt kodolieročus. Kodolieroču neizplatīšanas līgums arī mudināja piecas atzītās kodolvalstis īstenot savu kodolieroču samazināšanas un galu galā likvidēšanas politiku.
Ir vēl četras valstis, kurām, domājams, ir kodolieroči vai kurām ir apstiprināts, ka tām ir kodolieroči, bet kuras nav Kodolieroču neizplatīšanas līguma dalībvalstis. Indija uzspridzināja savu pirmo kodolierīci 1974. gadā. Indijas kaimiņvalsts Pakistāna sekoja šim piemēram un 1998. gadā izstrādāja savu kodolieroci.
Tiek uzskatīts, ka Izraēlai kodolieroči ir bijuši kopš pagājušā gadsimta 1960. gadiem, taču tā to nav ne apstiprinājusi, ne noliegusi. Izraēlas valdība vairākkārt ir paziņojusi, ka tā nebūtu pirmā valsts, kas Tuvo Austrumu reģionā ieviesīs kodolieročus. Neraugoties uz Izraēlas valdības neskaidrību, ir daudz pierādījumu, kas, šķiet, liecina, ka Izraēlai varētu būt lielākais kodolarsenāls ārpus piecām kodolieroču valstīm.
Korejas Tautas Republika jeb Ziemeļkoreja paziņoja, ka 2006. gadā ir izstrādājusi kodolierīci. Ziemeļkorejas valdība apgalvo, ka 2006. gada oktobrī un 2009. gada maijā pazemes izmēģinājumos uzspridzinājusi kodolieročus, un šķiet, ka pierādījumi apstiprina šos apgalvojumus. Ziemeļkoreja bija Kodolieroču neizplatīšanas līguma parakstītāja un dalībvalsts, taču 2003. gadā izstājās no Kodolieroču neizplatīšanas līguma.