1960-luvulla Yhdysvallat ja Neuvostoliitto ryhtyivät ydinasekilpaan, joka jatkui 1980-luvulle. Yhdysvalloille kertyi 20 000–30 000 ydinasetta.
Neuvostoliitolla oli 1960-luvun alussa muutama tuhat ydinasetta, mutta varustelu kiihtyi ja 1980-luvulla sillä oli jo noin 40 000 ydinasetta.
Kummallakin maalla oli jo 1960-luvun puolivälissä riittävästi ydinaseita toistensa tuhoamiseksi. Lisäksi molempien sotilaallisen doktriinin mukaan vihollisen ydinaseiskua seuraisi kaiken tuhoava vastaisku.
Kumpikin maa kehitti siksi sukellusveneistä laukaistavia ohjuksia. Teoriassa tämä politiikka esti maiden hyökkäykset toisiaan vastaan, sillä se olisi johtanut maan itsensä tuhoavaan ydinsotaan.
Ydinkilpaa kiihdytti se seikka, ettei mailla ollut yksityiskohtaista tietoa toistensa ydinasevarannoista.
Vastapuolen ydinaseiden määrä arvioitiin usein yläkanttiin, ja pelko jälkeen jäämisestä piti asevarustelua käynnissä.
Massiivinen kilpavarustelu päättyi vuonna 1987, kun Yhdysvaltain presidentti Ronald Reagan ja Neuvostoliiton johtaja Mihail Gorbatšov allekirjoittivat sopimuksen maidensa ydinaseiden osittaisesta tuhoamisesta.