V blízkosti Obninska, městečka vzdáleného zhruba 110 kilometrů jihozápadně od ruské metropole Moskvy, byla 27. června 1954 uvedena do provozu první jaderná elektrárna na světě. V té době sice existovaly ve světě reaktory schopné vyrábět elektřinu, reaktor v Obninsku byl ale první, který dodával elektřinu do domácností.
Elektrárna měla grafitový, vodou chlazený reaktor AM-1 o výkonu 5000 kilowatt a elektřinu do sítě dodávala pět let. Později byla využívána pouze k vědeckým účelům.
Kolem elektrárny bylo záhy po jejím spuštění vybudováno "tajné" město a řada laboratoří, které z Obninska vytvořily středisko sovětského jaderného výzkumu. Reaktor AM-1 (z ruského "atom mirnyj" - mírový atom) byl předchůdcem pozdějším reaktorů RBMK-1000. Postupem času však význam reaktoru nebyl ani z odborného hlediska tak velký, aby ospravedlnil vysoké náklady na jeho další provoz. Proto koncem dubna 2002 Rusko svou nejstarší jadernou elektrárnu definitivně uzavřelo. Dnes slouží jako muzeum.
Projekt první jaderné elektrárny byl zahájen podle údajů ruské společnosti Rosatom nařízením vlády SSSR v polovině roku 1950, rok po prvním sovětském jaderném výbuchu a šest let po spuštění prvního výzkumného ruského jaderného reaktoru v dnešním Kurčatovově výzkumném ústavu v Moskvě. Projektování reaktoru v Obninsku trvalo jeden rok pod vedením ruského jaderného fyzika Nikolaje Dolležala a "otce" sovětské atomové bomby Igora Kurčatova. Výstavba trvala tři roky a 26. června 1954 v 17:45 místního času byl reaktor AM připojen k síti.
Dva roky po Obninsku, v květnu 1956, byl zprovozněn první blok atomové elektrárny v Calder Hall ve Velké Británii. Američané napojili na síť zařízení o výkonu 6000 kilowatt v Shippingportu u Pittsburghu v prosinci 1957.
První skutečný jaderný reaktor spustili Američané v prosinci 1951 v Idahu. Jeho výkon byl ale tak malý, že dokázal krýt pouze spotřebu nutnou pro chod zařízení.
Podle údajů Mezinárodní agentury pro energii (IEA) pochází z jaderných elektráren asi necelých deset procent celosvětově vyprodukované elektřiny, ještě v roce 1996 to bylo 17,5 procenta. V Evropské unii jde o čtvrtinu a v Česku zhruba o více než třetinu. Největší podíl elektrického proudu z jádra má podle serveru world-nuclear.org z unijních zemí Francie (70 procent), v Belgii, Maďarsku a Slovensko je to kolem 50 procent. Po zahájení ruské invaze na Ukrajinu řada evropských zemí odložila odchod od jaderné energetiky.
K 1. březnu 2024 bylo ve 31 státech světa podle statistik Světové jaderné asociace (WNA) v provozu 439 jaderných reaktorů. Ve výstavbě je jich 61 v 15 zemích, plánuje se výstavba dalších 92 reaktorů. Celkem se ve světě předběžně uvažuje podle WNA o vybudování dalších 343 reaktorů. Česko má v současnosti šest jaderných bloků ve dvou elektrárnách. Dva bloky, každý o výkonu přibližně 1000 megawattů (MW), jsou v jihočeském Temelíně. Čtyři menší bloky s výkonem 510 MW stojí v Dukovanech na Třebíčsku. Vláda během léta bude rozhodovat o počtu nových bloků, zároveň vybere jejich dodavatele.
V roce 2022 spustilo s dvanáctiletým zpožděním nový jaderný reaktor Olkiluoto 3 Finsko. Byl to první nový reaktor ve Finsku po 40 letech a první spuštěný reaktor v Evropě po 15 letech - v roce 2007 byl uveden do provozu jeden z bloků jaderné elektrárny Cernavoda v Rumunsku.
Velký rozvoj zaznamenávala jaderná energetika do konce 70. let, pak začal počet nových projektů atomových elektráren klesat. Svou váhu měly také obavy z jaderné havárie, podobné těm, ke kterým došlo například v březnu 1979 v elektrárně Three Mile Island v Pensylvánii v USA a především 26. dubna 1986 v ukrajinském Černobylu. Zatím poslední velká havárie jaderné elektrárny se stala 11. března 2011 v japonské Fukušimě, kterou zasáhlo zemětřesení a následná vlna cunami. Některé země po Fukušimě přistoupily k postupnému utlumení provozu svých jaderných elektráren. Loni v dubnu například Německo odpojilo od sítě svoji poslední jadernou elektrárnu, a přestalo tak po více než 60 letech vyrábět energii z jádra.
