宁边核设施位于朝鲜首都平壤以北约130公里处，地理坐标为39.800°N，125.754°E，是朝鲜主要的核研究中心。这里拥有朝鲜唯一的正在运转的5兆瓦核反应堆。宁边核反应堆属于石墨反应堆，1980年动工，1987年建成。

20世纪50年代末，朝鲜就已开始了核技术的研究工作。前苏联在1965年帮助朝鲜建立了“宁边原子能研究所”，培训了部分核技术人才。当时，朝鲜从前苏联引进了第一座800千瓦的核反应堆，核技术研究初具规模。宁边成为朝鲜的核工业重地，这里能提炼浓缩的铀元素，可用于生产核武器，因而也成为美国和国际原子能机构格外关注的地方。

因担心朝鲜发展核武器，1994年10月，美国与朝鲜在日内瓦签署了一项关于朝核问题的《框架协议》，承诺提供两座轻水反应堆以换取朝鲜冻结核设施。此后，宁边5兆瓦反应堆中8000根乏燃料棒被取出封存。

到20世纪末，朝鲜相继建成了6个核研究中心、两座研究性质的核反应堆和一座核电试验堆，已在全国范围内探明可开采的铀储量多达400万吨，有6座铀矿可以开采。

朝鲜已建成3座二氧化铀转化厂、一座天然铀燃料组件制造厂和一个核废料贮存场，基本建成了从铀矿开采到核废料处理的核燃料循环体系，具备了研究、制造核武器的能力。

1989年，朝鲜承认在宁边建成的一个电功率为5兆瓦的石墨冷却研究用反应堆因为铀燃料棒外表锆层破损，不得不对核废料进行后处理，并因此获得130克钚。

1994年10月，因担心朝鲜发展核武器，美国与朝鲜在日内瓦签署了一项关于朝核问题的《日内瓦核框架协议》。根据协议，朝鲜同意不再对一座5兆瓦的核反应堆重新添加核燃料，停止两座石墨减速反应堆的建设，封闭核燃料后处理厂，并最终拆除这些核设施。按协议规定，美国将负责在2003年底前，为朝鲜建造一座2000兆瓦或两座1000兆瓦的轻水反应堆。在轻水反应堆建成前，美国将每年向朝鲜提供50万吨重油，作为能源补偿。此后，宁边5兆瓦反应堆中8000根乏燃料棒被取出封存。国际原子能机构人员也在宁边的5兆瓦核反应堆等核设施上安装了监控装置。

2002年底第二次朝核危机爆发后，美国停止了向朝鲜提供重油。2002年12月12日，朝鲜指责美国未履行承诺，宣布重新启动已冻结的宁边核设施。拆除了国际原子能机构在其核设施安装的监控设备，并驱逐了国际原子能机构的人员。

为使朝核问题和平解决，中国政府积极斡旋，于2003年4月促成有朝鲜、中国、美国参加的朝核问题三方会谈。同年8月，中国又促成有中国、朝鲜、韩国、美国、日本、俄罗斯参加的朝核问题六方会谈。迄今，六方会谈已举行过5轮。

2007年，朝方根据同年10月朝核问题六方会谈达成的协议，中止了5兆瓦石墨减速反应堆的运转。

2008年2月13日，朝核问题第五轮六方会谈第三阶段会议在北京通过《落实共同声明起步行动》共同文件（2·13共同文件）。根据文件，2008年6月27日上午，朝鲜根据六方会谈协议，炸毁了宁边核反应堆的冷却塔。

2010年11月，朝鲜允许前美国洛斯阿拉莫斯国家实验室主任、核物理专家海克尔进入宁边核设施。海克尔称已确认朝鲜铀浓缩设施中秘密安装了“数百台离心机”。朝方介绍说，当时有2000台离心机在运转。

2011年11月3日的卫星图片显示，朝鲜宁边一座新建核反应堆建筑已近完工，核反应堆外墙已经建成。

2012年5月17日，美国约翰霍普金斯大学高级国际关系研究院（SAIS）韩美研究所的研究报告称，朝鲜似乎已重启宁边核设施内的轻水反应堆建设。报告称，此次或将成为朝鲜首次从事高浓度铀浓缩活动的核试验。

为和平解决朝核问题，在中国政府积极斡旋下，最终促成了由中国、朝鲜、美国、韩国、俄罗斯和日本参加的朝核问题六方会谈。迄今，六方会谈已在北京举行了六轮。

第一轮六方会谈（2003年8月27日至29日）

各方认真、全面地阐述了各自的原则立场和方案设想，并达成重要共识，即确认朝核问题应通过对话以和平方式解决的原则。

第二轮六方会谈（2004年2月25日至28日）

朝鲜强调只有美国放弃对朝敌对政策，朝鲜才能放弃核计划。在此基础上，朝鲜提出“口头对口头”原则作为第一阶段行动措施，即朝鲜冻结核武器计划，美国相应放弃对朝敌对政策。美国重申，在关切的问题解决后，美国最终愿与朝鲜实现关系正常化。在弃核目标上，美方再次重申“全面、可核查、不可逆转地放弃核计划”概念。与会六方最终以《主席声明》的形式阐明了各方共识，这是六方会谈首次以书面文件形式确定会谈的成果。

第三轮六方会谈（2004年6月23日至26日）

朝鲜进一步明确弃核意愿，首次表示可以透明地放弃一切核武器及相关计划。美国则提出了一项包括朝鲜弃核，同时也涵盖了朝方的安全关切、能源需求以及取消封锁要求等内容的“转变性方案”。但双方在弃核的范围和方式以及关于核冻结的范围和相应措施等方面存在分歧。最终，与会各方同意“以循序渐进的方式，按照口头对口头、行动对行动”的原则寻求和平解决朝核问题的途径。

第四轮六方会谈（2005年7月26日至8月7日；9月13日至19日）

经过两个阶段艰苦谈判，各方一致同意通过了六方会谈启动以来的首份具有实质内容的共同声明（9·19共同声明）。朝方承诺放弃一切核武器及现有核计划；美方确认无意以核武器或常规武器攻击或入侵朝鲜；各方尊重朝方拥有和平利用核能的权利等。

第五轮六方会谈（2005年11月9日至11日；2006年12月18日至22日；2007年2月8日至13日）

第一阶段会议通过的《主席声明》中重申，将根据“承诺对承诺、行动对行动”原则全面履行共同声明，早日可核查地实现朝鲜半岛无核化目标，维护朝鲜半岛及东北亚地区的持久和平与稳定。此后，会谈曾因朝鲜反对美国的金融制裁而陷入僵局。

经过一年多的反复磋商，六方会谈终于峰回路转。2007年2月13日，第三阶段会议通过了《落实共同声明起步行动》的共同文件（2·13共同文件），内容包括朝方关闭并封存宁边核设施，并邀请国际原子能机构人员重返朝鲜进行必要的监督和验证，以及各方同意向朝鲜提供价值相当于100万吨重油的经济、能源及人道主义援助。

第六轮六方会谈（2007年3月19日至22日；9月27日至10月3日）

第一阶段会议如期举行，各方听取了五个工作组的报告，就落实起步行动和下一阶段行动计划进行了探讨。10月3日，朝核问题第六轮六方会谈第二阶段会议通过了《落实共同声明第二阶段行动》的共同文件。根据文件，朝鲜将在2007年年底前完成宁边核设施的去功能化并全面申报核计划；美国根据朝方行动并行履行其对朝承诺。

六方会谈中方代表团团长、外交部副部长武大伟2008年6月26日发表了《六方会谈主席声明》。声明称，经过各方共同努力，六方会谈落实共同声明第二阶段行动取得了积极进展。

美国方面也迅速作出反应。白宫首先发表声明对朝鲜提交核申报清单表示欢迎。声明称：“六方会谈在取得逐步进展方面迈出了重要的一步……朝鲜已保证将摧毁其所有的核设施，并将于明日展开宁边核设施冷却塔爆破。”声明还表示：“美国将在45天内停止对朝鲜适用《敌国贸易法》，并宣布将朝鲜从‘支恐’名单中删除。”

武大伟在《六方会谈主席声明》中还透露，六方同意对朝鲜的核申报进行验证，就验证原则已经达成共识。美方也强调了对朝鲜核清单进行验证的重要性。白宫声明说：“美国将仔细验证朝鲜的弃核行动，并做出准确的评估。”美国总统布什稍晚也公开声明，在对朝鲜行动表示欢迎的同时，再次强调“美国对朝鲜铀浓缩活动、核试验和扩散、弹道导弹计划等有可能威胁邻国安全的活动均予以严重关切”。布什最后警告：“如果朝鲜不完全披露其核项目，将承担相应的后果。”

炸毁宁边核设施冷却塔

朝鲜当地时间2008年27日17时05分(北京时间16时05分)炸毁了宁边地区核设施的冷却塔，20多米高的核设施冷却塔在烟尘中倒塌。据悉，一名美国政府官员和几名美国技术人员现场见证了爆破过程。

爆破现场，来自中国、美国、韩国、日本、俄罗斯五国的电视记者从北京出发的高丽航空班机抵达平壤。他们对朝鲜27日炸毁宁边地区核设施冷却塔进行了追踪报道。

朝鲜原子能总局发言人2013年4月2日宣布，“调整”和“改变”现有核设施用途，“重新调整”和“重新启用”宁边全部核设施。根据劳动党中央全会提出的“经济建设和核武力建设并行”的战略路线，朝鲜原子能部门面临两方面的重大任务，一个是通过发展自立性的核动力工业积极为解决国家电力紧缺问题作出贡献，另外一个是在实现世界无核化之前，朝鲜需要从质和量两方面扩大和加强“核武力”。

针对紧张局势，美国政府再次“加码”，继连续在朝鲜半岛亮出多件“杀手锏”后，2013年4月1日连夜部署“菲茨杰拉德”号导弹驱逐舰游弋韩国西南海岸。

韩国执政党新国家党情报委员会干事赵源震2013年10月8日透露称，国家情报院在当天的国会情报委员委员会全体会议上表示，已经确认了朝鲜重启了宁边5兆瓦石墨减速反应堆。此外，韩国国家情报员还表示，朝鲜最高领导人金正恩曾表示要在3年内统一朝鲜半岛，并于近期下达指示，要求部队进入对韩攻击待命状态。朝鲜还在东仓里基地进行了火箭引擎测试。朝鲜还增强了海军兵力并在白翎岛沿岸地区增设了大炮。

据日本共同社2016年4月5日报道，美国约翰霍普金斯大学的高等国际问题研究院4日公布了朝鲜宁边核设施重新启动的最新卫星图片。该研究所认为，朝鲜可能正在提取制造核武器的核燃料钚。

报道称，该机构公布的最新卫星图片摄于3月12日，可能看到宁边核设施发电厂的烟囱冒出滚滚黑烟。报道称，在过去的5周内，已经确认2到3次捕捉到烟囱冒烟的景象。

美国国际情报机构官员在2月9日的参议院军事委员会的听证会上表示，朝鲜重启核燃料浓缩离心设施需要一定的时间，可能在未来数周或数月期间重新提取钚。