باكستان هي إحدى الدول التسعة التي تمتلك أسلحة نووية. شرعت باكستان في تطوير الأسلحة النووية في يناير 1972 في عهد رئيس الوزراء ذو الفقار علي بوتو الذي فوض إدارة البرنامج إلى منير أحمد خان -رئيس هيئة الطاقة الذرية في باكستان- مع التعهد بالانتهاء من تجهيز القنبلة النووية بحلول نهاية عام 1976. طلب بوتو من عبد القدير خان أن يغادر أوروبا متجهًا إلى باكستان في نهاية عام 1974 نظرًا إلى أن هيئة الطاقة الذرية (التي كانت تتألف من ما يزيد عن 20 مختبرًا ومشروعًا تحت إشراف مهندس القوة النووية منير أحمد خان) تأخرت عن الموعد المقرر وواجهت عدة صعوبات جسيمة في إنتاج المادة الانشطارية. وضح هوستون هود -بروفيسور هندسة الطيران والميكانيكا في جامعة فيرجينيا، تشارلوتسفيل- في مقالته عن أجهزة الطرد المركزي أن «أصعب خطوة في بناء الأسلحة النووية هي صناعة المادة الانشطارية». ولذا كان تطوير طريقة إنتاج المادة الانشطارية في مشروع كهوتة للأسلحة النووية ذا أهمية محورية في تطوير قدرة باكستان على تفجير القنابل النووية بحلول نهاية عام 1984.
بدأ العمل في مشروع كهوتة تحت إشراف لجنة تنسيق مسؤولة عن مراقبة نشاطات مختبرات كهوتة للأبحاث وهيئة الطاقة الذرية في باكستان. تألفت تلك اللجنة من: أفتاب غلام نبي قاضي (الأمين العام للنشاط المالي)، وغلام إسحاق خان (الأمين العام للدفاع)، وآغا شاهي (الأمين العام للعلاقات الخارجية)، وكُلفت تلك اللجنة بإرسال التقارير مباشرة إلى رئيس الوزراء. وقع اختيار غلام إسحاق خان والفريق تكا خان على المهندس العسكري اللواء سيد علي نواب لتوظيفه في المشروع. وفي النهاية انتقلت مهام الإشراف إلى الفريق زاهد علي أكبر خان في عهد الرئيس محمد ضياء الحق. نجح علماء مشروع كهوتة في تخصيب اليورانيوم بدرجة معتدلة لاستخدامه في إنتاج المادة الانشطارية بحلول أبريل 1978.
بدأ مشروع تطوير الأسلحة النووية في باكستان كرد فعل على خسارة باكستان الشرقية (بنغلاديش حاليًا) في حرب الاستقلال البنغلاديشية في عام 1971. عقد بوتو اجتماعًا لكبار العلماء والمهندسين في 20 يناير 1972 في مدينة ملتان، والذي عُرف فيما بعد باجتماع ملتان. كان بوتو المنظم الرئيسي لهذا البرنامج، وفي هذا المكان بالتحديد دبر بوتو أمر برنامج الأسلحة النووية وجمع علماء باكستان الأكاديميين لبناء قنبلة نووية في غضون ثلاث سنوات بدعوى الحفاظ على بقاء الوطن.
عين بوتو منير أحمد خان رئيسًا لهيئة الطاقة الذرية في نفس الاجتماع. كان خان يعمل في السابق مديرًا في قسم الطاقة النووية والمفاعلات التابع لالوكالة الدولية للطاقة الذرية في فيينا، النمسا. وفي ديسمبر 1972 قاد محمد عبد السلام مهمة إنشاء جمعية الفيزياء النظرية، وطلب من علماء هيئة الطاقة الذرية الدولية أن يدلوا بإفاداتهم إلى منير أحمد خان مباشرةً. كان هذا الحدث إيذانًا ببدء سعي باكستان وراء الحصول على قدرات الردع النووي. عقب الاختبار النووي الهندي المفاجئ الذي يُرمز له باسم «بوذا المبتسم» في عام 1974 (وهو يُعد أول اختبار نووي تقوم به دولة خارج الأعضاء الدائمين الخمسة في مجلس الأمن التابع للأمم المتحدة)، حظى هدف تطوير الأسلحة النووية في باكستان بزخم هائل.
نجحت باكستان أخيرًا في تفجير خمسة أسلحة نووية في 28 مايو 1998 في تلال رأس كوه الواقعة في مقاطعة جاغي، بلوشستان، وذلك بعد بضعة أسابيع من اختبار الأسلحة النووية الثاني في الهند (عملية شاتكي). أطلقت باكستان على هذه العملية اسم «جاغي 1». بُنيت أنفاق الحديد الصلب تحت الأرض منذ زمن طويل على يد مسؤول الأحكام العرفية في إقليم بلوشستان، الفريق رحيم الدين خان في العقد 1980. وقعت آخر تجربة نووية نَفَّذَتها باكستان في صحراء خاران الرملية في بلوشستان، في 30 مايو 1998، ويُرمز إليها باسم «[[«جاغي 2». تقع أماكن إنتاج المادة الانشطارية في باكستان في كلٍ من نيلور، وكهوتة، والمجمع الصناعي النووي في مقاطعة خوشاب حيث تنتج باكستان بلوتونيوم صالحًا لصنع الأسلحة. وبذلك تكون باكستان سابع دولة في العالم تنجح في تطوير واختبار الأسلحة النووية. على الرغم من ذلك ذكر عبد القدير في خطاب موجه للفريق محمد ضياء الحق أن مختبرات أبحاث خان قد نجحت بالفعل في تخصيب اليورانيوم وصناعة قنبلة نووية من اليورانيوم المخصب في عام 1984.
تمثلت بدايات البرنامج النووي الباكستاني في إنشاء اللجنة الباكستانية للبحث الفضائي والجوي «سيوباركو» (SUPARCO). في العام 1961 والتي بدأت في العام 1962 في اختبار اطلاق صواريخ في المحيط الهندي. وفي عام 1962 وافقت الولايات المتحدة الأمريكية على تزويد باكستان بمفاعل أبحاث صغير من نوع الماء الخفيف قدرته 5 ميغاواط والذي بدأ تشغيله عام 1965 الذي شهد أيضًا الشروع في البحث النووي في مدينة راولبندي وفي العام 1968 رفضت باكستان التوقيع على معاهدة عدم انتشار الأسلحة النووية (NPT) وطوّرت سيوباركو في العام 1970 قدراتها من أجل إنشاء مركبات صاروخية.
وأعلن رئيس الوزراء الباكستاني ذو الفقار علي بوتو في العام 1974 عن عزم بلاده تطوير السلاح النووي بعد أول تفجير نووي هندي وعلى الرغم من البدايات المتقدمة للبرنامج النووي الباكستاني، وعلى الرغم من الخوف الباكستاني من طموحات الهند في هذا المجال الذي ترجمه تصريح الرئيس ذو الفقار علي بوتو عام 1965، والذي تولى دعم البرنامج النووي الباكستاني للحصول على القنبلة الذرية بقوله: على الرغم من كل ذلك تُعتبر باكستان متأخرة بسنوات عن البرنامج النووي الهندي، حيث مثلت تجربة القنبلة النووية الهندية عام 1974 صدمة عنيفة للقادة الباكستانيين الذين فتحوا المجال للعلماء بسرعة التحرك لسد الثغرة التي أحدثتها التجربة الهندية. وقامت كندا في عام 1972 بتزويد باكستان بمفاعل من نوع الماء الثقيل مع منشأة لإنتاج الماء الثقيل، وقد قام العلماء الباكستانيون بعد ذلك بزيادة قدرة هذا المفاعل إلى 50 ميغاواط، وحاولت باكستان الحصول على الأسلحة النووية عن طريقين، الأول: الحصول على البلوتونيوم من مفاعل الأبحاث بعد فصله، والثاني: إشباع اليورانيوم. والطريق الأول كان هو المرشح، حيث يتوفر لديهم المفاعل، وكان عليهم استخراج اليورانيوم وفصله بطريقة خاصة بمساعدة الفرنسيين الذين وقَّعوا اتفاقًا مع باكستان لإنشاء مصنع لتوضيب وقود البلوتونيوم عام 1974، إلا أن المشروع لم يسر بالطريقة المطلوبة وانسحب الفرنسيون بسبب الضغوط الأمريكية، وفي العام نفسه بدأ الحظر الغربي للتكنولوجيا النووية على باكستان وممارسة الضغوط من أجل إيقاف برنامجها النووي وفي العام 1976 أُسند إلى العالم عبد القدير خان إنشاء هيئة الأبحاث النووية المعروفة باسم «معهد الأبحاث الهندسية» في كاهوتا في باكستان، وكان الهدف من إنشاء هذا المعهد هو تخصيب اليورانيوم، وخلال مدة ست سنوات استطاع الوصول إلى أهدافه.