21 сентября 1957 года на архипелаге Новая Земля был произведено первое испытание ядерного оружия. В этот день была взорвана головная часть торпеды 'Т-5'. Испытание проводилось под водой в губе Черная.

К этому моменту еще не было выбрано место для проведения воздушных ядерных зарядов мегатонного класса. Но для специалистов было ясно, что осуществлять такие взрывы на Семипалатинском полигоне нельзя, так как поражающее действие воздушной ударной волны распространялось далеко за пределы территории полигона. При первом же испытании реального прототипа боевых зарядов мощностью в 1600 килотонн, проведенного в ноябре 1955 года, воздушная волна докатилась даже до города Семипалатинск, расположенного в 170 километрах от Опытного поля. А в отдельных случаях стекла окон вылетали даже на расстоянии 350 км от эпицентра взрыва.

Через два года была создана специальная межведомственная комиссия, которая должна была на самолетах обследовать острова Северная Земля, Новосибирские, а также побережья моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря от бухты Тикси до устья реки Колыма. Перед специалистами были поставлены жесткие требования к будущему полигону. Поиски начались зимой, поэтому было сложно найти требуемое место.

В результате непреодолимых обстоятельств, члены комиссии приняли благоразумное решение: рекомендовать в качестве полигона архипелаг Новая Земля. Лучшего места на всем бескрайнем и пустынном Севере найти не удалось. В марте 1956 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР об отведении районов острова под ядерный полигон.

Таким образом, Новоземельский полигон, который создавался специально для проведения испытаний ядерного оружия в морских условиях, приобрел статус полигона, предназначенного для осуществления различных видов ядерных взрывов. Началась подготовка к проведению испытаний сверхмощного ядерного оружия в атмосфере.

В сентябре 1957 года было проведено первое, и оно же последнее наземное испытание для фундаментальных и методических исследований. С 1961 года заряды стали взрывать под землей и в воздухе.