第2次世界戦争が始まる直前の1928年の暮れに、ウラン235が核分裂を起こすことが発見された。原子核は、陽子や中性子、電子などの素粒子から成り立っている。ウラン235に中性子が吸収されるとウランの原子核は不安定になり、原子量の小さい原子核に分裂してしまう。そのときに2〜3個の中性子を放出し、その中性子が別のウラン235に吸収されて次の分裂を起こすということが繰り返されるとき、それを核分裂の連鎖反応という。
　一度の核分裂で約2億電子ボルトのエネルギーが放出されると見込まれたので、連鎖反応が都合よく起これば莫大な破壊力を生み出すと考えられた。第２次世界大戦下のアメリカでは、この連鎖反応を実現して、爆弾を開発するプロジェクトが組まれた。それはマンハッタン計画と呼ばれた。

　劣化ウラン弾が最初に大量に使用されたのは湾岸戦争で、米・英軍が300〜800トンの劣化ウラン弾を使用したといわれている。
　鉄が主成分の戦車の装甲を突き破るために開発された弾丸であり、以降、劣化ウラン弾は鋼鉄製の戦車を無力なものにしてしまった。米・英側では戦車の遮蔽板にも劣化ウランを使用するようになった。
　その後、劣化ウラン弾はボスニヤやコソボなどの民族紛争にもNATO軍によって使用され、アフガニスタン戦争、イラク戦争でさらに大量に使用された。その使用量は、アフガニスタンでは500〜1000トン、イラクでは1500トンを超えると推定されている。

ウランの密度は、鉄の7.86 g/cm³の２倍を超える18.7 g/cm³と大きく、この性質が鋼鉄の装甲を貫通することのできる主要因である。
　例えば、同じ大きさのアルミニウムと鉛の球を同じ高さから落としたとき、着地点に与える衝撃は鉛の方が大きいのと理屈は同じである。さらに大きな密度の金属としては、金や白金などの貴金属があるが、これらは高価でかつ高融点（金：1063℃、白金：1772℃）を持つのに対して、ウラン金属は、600℃以上で発火して燃焼する性質を有するので、装甲貫通時の摩擦による発熱で瞬時に発火して燃焼飛散し、戦車内を火の海にすることができるという殺傷能力を持つ点でも特徴がある。燃焼したウラン金属は、酸化物ウランの微粒子（平均直径0.01ミクロン）となり、戦車内より大気中に吹き出したものは「エアロゾル」として大気中を浮遊して拡散する。ウラン弾使用から13ヶ月後のコソボで採取したサンプルの46％からウラン微粒子が観測されている。　

　その後、地下の施設を破壊するための「バンカーバスター」という大型の劣化ウラン砲弾が開発されて、アフガニスタンやイラクで使用された。これには１発数トンの劣化ウランが使用されているといわれる。

原子炉に使用する濃縮ウラン製造の過程で残滓として大量に生じている劣化ウランは、燃焼などの化学的性質については天然ウランと全く同じであり、半減期45億年を持つレッキとした放射性同位元素である。これを弾丸に使用することは、ゆうなれば、人体に有害な影響を与えるとして厳重に管理されるべき放射性廃棄物を、地上や大気中に散布放出するという、許されない行為であると言わなければならない。