На 30 октомври 1961 г. Съветският съюз детонира термоядреното устройство РДС-220, известно като „Цар бомба“, във въздушен взрив на около 4000 метра над полигона в залива Митюшика на арктическия архипелаг Нова Земя. Бомбата е пусната от специално модифициран стратегически бомбардировач Ту-95В. Тя е с тегло около 26 тона, носена е извън корпуса на самолета, а огромен парашут забавя спускането ѝ, за да има екипажът достатъчно време да се отдалечи от зоната на взрива.

Приетата днес оценка за мощността на изпитанието е около 50 мегатона тротилов еквивалент. В част от западните и историческите публикации се срещат стойности от 57 или 58 мегатона, което обяснява разликите в описанията. Конструкцията е разработена за мощност до 100 мегатона, но част от ядрения материал е заменена с олово. Така е ограничено радиоактивното замърсяване и е намален рискът за самолета, който трябва да се отдалечи след хвърлянето.

Огненото кълбо достига размери от приблизително 8 до 10 километра, а гъбовидният облак се издига на около 60–67 километра в атмосферата. Взривната вълна е регистрирана при три обиколки на Земята. Енергията на експлозията е около 1500 пъти по-голяма от сумарната мощност на бомбите, хвърлени над Хирошима и Нагасаки, а други сравнения я поставят на около 3300 пъти над мощността на бомбата над Хирошима.

„Цар бомба“ не е създадена като практично серийно оръжие. Размерът и теглото ѝ я правят трудно приложима във военен план. Изпитанието е извършено в период на рязко изостряне на отношенията между Москва и Вашингтон и след възобновяването на съветските ядрени опити през 1961 г. Сред учените, участвали в разработката, е физикът Андрей Сахаров, който по-късно се превръща в един от най-известните съветски дисиденти. Никита Хрушчов пише в спомените си: „Това беше страшно оръжие“.

Две години след взрива Съветският съюз, Съединените щати и Великобритания подписват Договора за частична забрана на ядрените опити. Той забранява ядрените експлозии в атмосферата, космоса и под вода, но не прекратява подземните изпитания. Така „Цар бомба“ остава не само рекорд по разрушителна мощ, но и символ на границите, до които достига ядрената надпревара.