В августе 1974 г. на полигоне был введен в эксплуатацию комплекс опытных сооружений для проверки стойкости шахтных пусковых установок и подземных укрепленных командных пунктов к воздействию ядерных взрывов.

С 1949 по 1989 г. на Семипалатинском ядерном полигоне было произведено не менее 468 ядерных испытаний, в которых было взорвано не менее 616 ядерных и термоядерных устройств (подрыв нескольких зарядов, находящихся в пространственном объеме диаметром не более 2 км с временным интервалом не более 0,1 секунды, считается одним ядерным испытанием), в том числе: 125 атмосферных (26 наземных, 91 воздушных, 8 высотных); 343 испытательных ядерных взрыва под землей (из них 215 в штольнях и 128 в скважинах).

Были проведены также десятки гидроядерных и гидродинамических испытаний (неполные цепные реакции). Суммарная мощность ядерных зарядов, испытанных в период с 1949 по 1963 г. на Семипалатинском полигоне, в 2500 раз превысила мощность атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. За пределы полигона вышли радиоактивные облака 55 воздушных и наземных взрывов и газовая фракция 169 подземных испытаний. Именно эти 224 взрыва обусловили радиационное загрязнение всей восточной части территории Казахстана.

В результате ядерных испытаний региону был нанесен значительный экологический ущерб. Согласно данным ученых, активность радиационного излучения плутония (которого сейчас в избытке на Семипалатинском полигоне) равномерно снижается наполовину каждые 24 тысячи лет (происходит полураспад). И только через миллион лет радиационный фон земель в виду Семипалатинского полигона сравняется с природным.

Для прикрытия полигона от американских самолетов-разведчиков U-2 на его территории было развернуто несколько ракетных дивизионов ПВО. Один из таких дивизионов располагался на так называемой «13-й площадке» – в 18 км от площадки «Ш». Зенитно-ракетный дивизион – это шестьдесят солдат, десяток офицеров, и еще с десяток членов их семей (женщин и детей). Перед взрывом испытателей с площадки «Ш» вывозили (оставались лишь наблюдатели в укрытиях), с «13-й площадки» никого не вывозили. Ближние взрывы происходили в 18 км, дальние в 40—50 км от «13-й площадки». Семьям на время ядерного испытания предписывалось открыть двери и окна, выйти из помещений и отойти от строений на безопасное расстояние.

В 1958 г. в 50 км от площадки «М» началось строительство реактора взрывного действия (РВД), современное его название – ИГР (импульсный графитовый реактор). Реактор был введен в эксплуатацию в 1961 г. и предназначался для испытаний тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок (ТВС) реакторов ядерных ракетных двигателей (ЯРД) и ядерных энергодвигательных установок (ЯЭДУ).

В 1964 г. вышло постановление правительства о строительстве на Семипалатинском полигоне комплекса «Байкал-1» для испытаний ЯРД. В 1965 г. развернулось грандиозное строительство, которое велось более полутора десятков лет. Не один год ушел на сооружение двух шахт и двух бетонных бункеров, соединенных галереями. В одном, расположенном между шахтами, находились приборы, в другом, на удалении 800 м, – центр управления. Из этого бункера в безопасную зону (комплекс имел открытый выхлоп) вел полуторакилометровый тоннель.

На первом рабочем месте стендового комплекса «Байкал-1», с 1976 г. проводились групповые испытания ТВС ЯРД в составе реактора ИВГ-1 («Исследовательский, высокотемпературный, газоохлаждаемый»). Перед запуском реактор с помощью козлового крана опускали в шахту. После запуска в реактор поступал водород, который, охлаждая его, нагревался до 3000 градусов и огненной струей вырывался из шахты наружу. Сильной радиоактивности в этом потоке не было, но в течение суток находиться снаружи в радиусе полутора километров не разрешалось. К самой же шахте нельзя было подходить в течение месяца. Всего до 1986 г. было осуществлено 28 «горячих» пусков реактора ИВГ-1. В общей сложности в составе 4-х опытных активных зон было испытано 178 газоохлаждаемых ТВС. Испытания реактора проводились в 1978—1981 гг.

В 1977 г. введено в эксплуатацию второе-А рабочее место стендового комплекса, на котором 17 сентября 1977 г. был запущен первый из реакторов ИР (наземный прототип реактора ЯРД 11Б91). 3 июля 1978 г. и 11 августа 1978 г. прошли его огневые испытания (ОИ-1 и ОИ-2). В конце 70-х – начале 80-х гг. на стендовом комплексе проведены еще две серии испытаний – второго и третьего аппаратов 11Б91-ИР-100. Продолжались испытания ТВС в реакторах ИГР и ИВГ, велось строительство сооружений, имевшее целью ввод в эксплуатацию второго-Б рабочего места для испытаний двигателя на жидком водороде.

24 мая 1968 г. вышло постановление правительства о строительстве стендовой базы (получившей название «Байкал-2») для испытаний газофазного ЯРД. Но ни двигатель, ни стендовая база так и не были построены (хотя проведены проектные и изыскательские работы на выбранной площадке).

29 августа 1991 г. решением правительства Республики Казахстан Семипалатинский ядерный полигон был закрыт. В декабре 1993 г. согласно директиве министра обороны России Семипалатинский полигон (официально – 2-й Государственный центральный испытательный полигон) был расформирован.

Все военные ушли оттуда, но оставили после себя уродливые шрамы на земле в виде воронок, штолен и тысяч километров отравленной радиоактивными частицами почвы.

Десятки радиоактивных штолен остаются открытыми – быстро уходившие отсюда военные особо не утруждали себя консервацией объектов.

С 1994 г., когда последние российские воинские части покинули полигон, на его территории воцарились нищета, хаос и разруха.

Огромная территория полигона осталась без охраны. До 2006 г. территория не только не охранялась, но и не была нанесена на карте. В 2008 г. начаты работы по созданию сооружений инженерной защиты отдельных наиболее загрязненных участков полигона для предотвращения доступа на них населения и скота. В 2009 г. была организована армейская охрана испытательной площадки Дегелен. В горах Дегелен («Плутониевая гора») было взорвано 295 ядерных боеприпасов, при этом не менее 70 % расщепляющихся материалов оставалось в штольне, смешиваясь с расплавившейся породой.

В апреле 1996 г. Национальный ядерный центр Казахстана и Агентство по ядерной безопасности при Министерстве обороны США подписали соглашение, в соответствии с которым казахские и американские специалисты приступили к ликвидации 186 туннелей и штолен, в которых проводились испытания. Опасение у американцев вызывают оставшиеся в штольнях расщепляющиеся материалы и продукты деления.

С 1996 по 2012 г. Казахстан, Россия и США проводили на полигоне операцию по поиску и сбору расщепляющихся материалов, в частности, около 200 кг плутония, а также оборудования, использовавшегося для создания и испытания ядерного оружия. На эти работы было потрачено 150 млн долларов США, часть работ финансировались по программе Нанна-Лугара (Программа совместного уменьшения угрозы), часть – напрямую LANL.

Сейчас г. Курчатов, который был на краю гибели, преобразился. Здесь работает Национальный ядерный центр, построены и восстановлены промышленные здания, лаборатории, офисные центры, научные учреждения. В Курчатове работает музей, посвященный Семипалатинскому полигону.

Создание Новоземельского полигона было ответом Соединенным Штатам, начавшим испытания ядерного оружия в морских условиях: 24 июля 1946 г. в районе атолла Бикини американцы осуществили первый подводный атомный взрыв мощностью около 21 кт для проверки воздействия ядерного оружия на корабли.

Семипалатинский ядерный полигон УП-2 для этих целей не годился. 6-е управление ВМФ для полигона выбрало архипелаг Новая Земля. Архипелаг состоит из двух островов: Северного и Южного, протяженность – 964 км, размеры полигона – 90,2 тыс. кв. км. С одной стороны – Баренцево море с незамерзающими портами, с другой – Карское море. Удаление испытательных площадок от крупных населенных пунктов составляло: пос. Амдерма – 300 км, г. Нарьян-Мар – 440 км, г. Воркута – 560 км, г. Мурманск – 900 км, г. Архангельск – 1000 км. Район испытаний почти идеально соответствует геофизическим, метеорологическим, техническим и экономическим показателям: по розе ветров это один из самых стабильных районов Арктики, на архипелаге практически нет промышленных запасов полезных ископаемых, геологическая структура исключает сейсмическое воздействие на острова и прилегающие районы, возможность проведения испытаний в различных средах, возможность исследования воздействия ядерного взрыва (ЯВ) на все виды вооружения и военной техники и фортификационные сооружения.