法国的大规模杀伤性武器早在第二次世界大战爆发前法国科学家亨利·贝克勒、皮埃尔·居礼以及玛丽·居礼便针对铀的放射能进行详细研究。在第二次世界大战爆发后便加速展开核武器的研究计划，但在德国占领法国后这批研究人员则纷纷流亡海外，一直到战争结束后重新开始研究相关技术的商业应用。
虽然在1948年时法国便已经拥有核反应堆并且在隔年兴建了得以生产钚元素的反应堆。不过一开始法国政府并没有计划建立自己的核武器，而是希望能够与美国就核武器使用上进行合作，并且一直到1952年时才开始大量兴建核电工程并发展原子核物理学的研究。但是在1954年法越战争战败和1956年第二次中东战争结束后，法国军方高层认为发展可独自运用的核武器才能解决与苏联和其他自由世界（Free World）国家的紧张外交关系，同时也能够让法国透过此军事实力继续保持与英国同等的大国地位。原本法兰西第四共和国计划与意大利和德国缔结战略军事同盟以维持自己的势力，但是夏尔·戴高乐在1950年代到1960年代期间则主张法国自行推动核武器发展。其中后者除了希望借此能让法国不须卷入北大西洋公约组织所可能必须参与的军事冲突外，同时也能够在北约组织的核武器政策外另外拥有独自的吓阻能力，进而扩展自身于冷战时期的外交以及军事实力。
在法兰西第四共和国总理菲拉斯特·加亚尔（Félix Gaillard）和法国总统勒内·科蒂同意核武器发展后，法国在1957年于阿尔及利亚开始建设有关核试验的地面工程建筑，并且由曾参与曼哈顿计划的皮埃尔·玛丽·加卢瓦（Pierre Marie Gallois）负责整个核武器的研发计划，并且与以色列就核武器研究上相互合作。在1960年2月13日时，法国基于自己在核武器领域的研究结果以及参考美国核武轰炸的形式，在撒哈拉沙漠的军事基地展开蓝色跳鼠核试验，并且成功引爆自己第一枚得以直接军事应用的核武器而成为世界上第四个拥有核武器的国家。但由于作为殖民地的阿尔及利亚宣告独立，使得法国在1963年时将核测试所需的设施移往太平洋上法属波利尼西亚的方加陶法环礁与穆鲁罗阿环礁上。1968年8月24日时，法军于方加陶法环礁上试爆了自己第一枚氢弹老人星（Canopus），而这也是这是法国历史上最强大的爆炸性武器。而为了能够超越苏联、美国以及英国的核武器技术，法国在1963年时拒绝签署《部分禁止核试验条约》来让自己能进一步展开更多核测试，并陆陆续续展开近210次的核测试任务且发展自己的短程和中程导弹。但是在1990年代时在穆鲁罗阿环礁的核试验引起许多大规模的示威抗议行动，甚至发生1985年绿色和平的彩虹勇士号遭到法国特工人员袭击沉没。一直到1995年12月28日法国签署《全面禁止核试验条约》，并于1998年4月6日由法国国民议会正式批准后才完全停止有关核武器测试这一部分。而冷战结束后法国也在1992年时签署了《不扩散核武器条约》，并开始陆陆续续削减了核武器的库存数量。
在冷战期间法国成功发展出“核三角”（Nuclear triad）的架构，但在1996年撤除所有于陆地上发射中长程弹道导弹的设备后，今日法国主要是以核子动力潜艇射出潜射弹道导弹或者疾风战斗机发射中程空对地导弹的双系统运用模式。今日普遍认为法国军方大约仍拥有300多枚核武器预备着，其中有175枚核弹头则随时准备在取得法国总统授权后便投入作战，这也让法国成为世界上核武器数量排名第三的国家。不过法国也开始不断对自身核武器进行现代化改装，并且借由派遣部队于持久自由行动执行传统任务来培训部队的投射能力。2006年1月法国前总统雅各·希拉克表示法国在面临大规模恐怖袭击或是大规模杀伤性武器的攻击时，拥有能力来对敌方阵营投入核武器进行作战。
