ソ連とアメリカの関係に関する最大の恐怖は、両超大国間の核戦争の可能性であった。両国は大量の核兵器を備蓄しており、それを互いの領土に運ぶ技術を持っていた。米国とソビエト連邦の間で核戦争が起これば、何百万人もの人々が死亡し、広範囲にわたる環境破壊がもたらされる壊滅的なものになっていたでしょう。
核戦争のリスクは、第二次世界大戦の終わりから 1991 年のソ連崩壊まで続いた、米国とソ連の間の激しい競争と対立の時代である冷戦中に特に高かった。戦争、1962年のキューバ危機など、両国は多くの問題をめぐって何度も戦争寸前までいった。
核戦争への恐怖は、米国とソ連双方の外交政策を形作るのに役立った。両国は相手側を核紛争に巻き込む可能性のある行動をとらないように注意した。また、戦争のリスクを軽減するために、戦略兵器制限条約(SALT)や中距離核戦力(INF)全廃条約など、いくつかの軍備管理協定も交渉した。
米国とソ連の間の核戦争のリスクは冷戦終結以来大幅に減少したが、依然として世界の安全保障に対する潜在的な脅威である。両国は依然として大規模な核兵器を保有しており、核拡散の可能性が懸念されている。