On considère qu'Enrico Fermi a inventé l'énergie nucléaire, avec ses collègues de l'Université de Chicago en 1942, en démontrant avec succès la première réaction nucléaire en chaîne autonome contrôlée. Son expérience utilisant des isotopes d'uranium ont montré que les neutrons libérés par la division d'un atome pouvaient continuer à diviser d'autres atomes et libérer d'autres neutrons. Le groupe de Fermi a construit le premier réacteur nucléaire sur la base de leur découverte.
Les années 40 ont vu de grands progrès dans la connaissance et l'utilisation de l'énergie nucléaire. Trois ans après les expériences de Fermi, les États-Unis ont largué des bombes atomiques sur Hiroshima et Nagasaki pour forcer une capitulation japonaise et mettre fin à la Seconde Guerre mondiale. En 1946, le laboratoire d'Oak Ridge dans le Tennessee a créé les premiers radio-isotopes d'origine nucléaire à l'usage des civils. Les plans de commercialisation de l'énergie nucléaire pour l'électricité ont commencé en 1948.