В 1956 году между КНДР и СССР подписан договор о подготовке северокорейских специалистов-атомщиков. В 1959 году Пхеньян заключил договоры о сотрудничестве в области мирного атома с СССР и КНР и начал сооружение исследовательского центра в Йонбене, где в 1965 году был установлен советский реактор ИРТ-2000 мощностью 2 МВт.
Работы по созданию ядерного оружия начаты в 70-е годы. В 1974 году КНДР вступила в МАГАТЭ. В том же году Пхеньян обратился за помощью в создании ядерного оружия к КНР; северокорейские специалисты были допущены на китайские полигоны. 12 декабря 1985 года КНДР подписала Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО). С июня 1992 года на атомных объектах страны начались инспекции МАГАТЭ. Однако на ряд объектов инспекторов не пустили, что привело к скандалу и объявлению КНДР о выходе из ДНЯО 12 марта 1993 года.
В июне 1993 года КНДР в обмен на обещание США не вмешиваться в ее дела приостановила выход из договора, но 13 июня 1994 года вышла из МАГАТЭ. 21 октября 1994 года КНДР и США подписали соглашение о замораживании ядерной программы в обмен на поставки мазута и помощь в строительстве АЭС.
В конце 1990-х годов КНДР приобрела у Пакистана 2-3 тыс. установок для обогащения урана в обмен на свои ракеты средней дальности Nodong. По итогам визита в Пхеньян 3-5 октября 2002 года замгоссекретаря США Джеймс Келли заявил, что КНДР ведет обогащение урана, а 12 декабря 2002 года Пхеньян официально объявил о возобновлении ядерной программы и выдворении инспекторов МАГАТЭ. К концу 2002 года в КНДР, по данным ЦРУ, было накоплено от 7 до 24 кг оружейного плутония. 10 января 2003 года КНДР официально вышла из ДНЯО.
6 января 2004 года Пхеньян заявил о готовности заморозить ядерную программу в обмен на отмену санкций и удаление из американского списка стран-изгоев. С 23 февраля 2004 года начались переговоры по ядерной программе КНДР с участием КНР, США, РФ, Южной Кореи и Японии. 12 сентября 2004 года на севере КНДР произошел мощный взрыв, который многие аналитики приняли за испытание ядерного заряда. По версии Пхеньяна, взрыв не был атомным и осуществлен в промышленных целях. 21 октября 2004 года госсекретарь США Колин Пауэлл заявил, что "разведка не может сказать, располагает ли КНДР ядерным оружием". 24 января 2005 года стало известно, что замглавы МИД КНДР Ким Ге Гван на встрече с американским конгрессменом Куртом Уэлдоном заявил, что страна обладает ядерным оружием, но применит его "исключительно в целях обороны".