Chương trình hạt nhân của Pakistan bắt đầu được khởi động từ thập niên 70 của thế kỷ XX.
Cho đến năm 1974, Pakistan mới có thể bắt tay vào các hoạt động nghiên cứu hạt nhân. Trong thời gian đó, Pakistan và Ấn Độ đang ở trong tình trạng chiến tranh. Ấn Độ là quốc gia có xu hướng gần gũi hơn với phe Xã hội chủ nghĩa do Liên Xô đứng đầu. Trong khi đó, Pakistan lại có chủ trương theo đuổi đường lối đối ngoại thân phương Tây do Mỹ cầm đầu. Do vậy, chương trình hạt nhân của Pakistan được thực hiện với sự giúp đỡ nhiệt tình của Mỹ.
Washington cho rằng một nước Pakistan sở hữu vũ khí hạt nhân sẽ có vai trò to lớn trong việc ngăn cản tầm ảnh hưởng của Liên Xô tại khu vực Nam Á. Đặc biệt trong bối cảnh diễn ra cuộc nội chiến tại Afghanistan năm 1979 giữa các lực lượng ủng hộ chính phủ của đảng Dân chủ nhân dân Afghanistan (PDPA) Mácxít do quân đội Liên Xô hậu thuẫn chống lại lực lượng đối lập Mujahideen có sự ủng hộ của Mỹ, Pakistan và các quốc gia Hồi giáo khác.
Bên cạnh đó, Trung Quốc cũng cam kết phối hợp phát triển chương trình hạt nhân của Pakistan sau chuyến thăm Trung Quốc của Tổng thống Nixon tháng 2/1972. Bắc Kinh đã đồng ý giúp Pakistan về công nghệ và cung cấp cho nước này các loại tên lửa thô sơ thông qua chương trình hợp tác hạt nhân giữa hai quốc gia.
Sở dĩ Trung Quốc muốn giúp Pakistan là vì cuộc tranh chấp lãnh thổ giữa biên giới Trung Quốc và Ấn Độ. Bên cạnh đó, Pakistan và Trung Quốc đều đòi một phần chủ quyền khu vực tranh chấp Kashmire trước Ấn Độ. Hơn nữa, trong giai đoạn này, Trung Quốc và phương Tây có nhiều quan điểm đồng nhất trên một số vấn đề quan trọng của thế giới.
Mặc dù được các nước lớn bảo trợ cho chương trình hạt nhân, nhưng mãi đến năm 1979, lò phản ứng hạt nhân đầu tiên Kahuta của Pakistan mới được khởi động xây dựng dưới sự giúp đỡ của các chuyên gia hạt nhân đến từ Trung Quốc và Pháp. Cho tới năm 1984, lò phản ứng Kahuta mới chính thức đi vào hoạt động. Sau đó Pakistan tiếp tục phát triển khả năng làm giàu uranium với nhà máy ly tâm tại Dera Ghaza Khan.
Ngày 30/5/1998, để đáp trả các vụ thử hạt nhân của Ấn Độ, Pakistan đã tiến hành thử nghiệm thành công vụ thử hạt nhân đầu tiên. Đây được coi là cột mốc chính thức cho việc Pakistan sở hữu vũ khí hạt nhân