СССР начал разрабатывать проект термоядерной бомбы в 1956 году в рамках гонки вооружений с США во время холодной войны. Торпеду изготовили в единичном экземпляре и планировали применять для психологического давления, а не как оружие. Устройство получилось почти восемь метров в длину, его диаметр составил более двух метров, а вес — 27 тонн.
До места испытаний бомбу после сборки перевозили по железной дороге в вагоне со сборными стенками и крышей, а потом на автоприцепе. Для сброса снаряда использовали бомбардировщик Ту-95В. Однако, чтобы бомба поместилась в него, пришлось убрать некоторые топливные баки.
50-мегатонную термоядерную бомбу взорвали в рамках испытаний 30 октября 1961 года на острове Северный в Северном Ледовитом океане. В 40-минутном фильме, который опубликовал Росатом, взрыв показан с нескольких ракурсов. Детонацию снимали из самолета-носителя, откуда была сброшена бомба, самолета-лаборатории и из подземного бункера.
Взрыв был настолько мощным, что образовался огненный шар диаметром восемь километров. В момент детонации бомбардировщик находился на расстоянии 120 километров от эпицентра, но он все равно был поражен ударной волной и с трудом смог зайти на посадку. Взрывная и сейсмические волны от «Царь-бомбы» трижды обогнули земной шар, а ионизация атмосферы вызывала помехи связи в радиусе сотен километров в течение 40 минут.
Несмотря на мощность, взрыв «Царь-бомбы» считается одним из самых чистых за всю историю. Через два часа после завершения испытаний радиация в районе эпицентра составила не более 1 миллирентгена в час. Кроме того, радиоактивный фон не представлял опасности для участников испытаний.