20世紀50年代，伊朗開始核能源開發活動，當時曾得到美國及其他西方國家的支持。

1980年，美國同伊朗斷交，并正式對伊朗實行經濟制裁。自此美國開始干涉伊朗核活動，指責伊朗以“和平利用核能”為“掩護”，秘密發展“核武器”。

2002年8月，伊朗被指秘密建造納坦茲鈾濃縮設施和阿拉克重水反應堆，引發國際關注。

2003年2月，時任伊朗總統穆罕默德·哈塔米承認，確實存在納坦茲核設施，但只是用于核電站所需的低豐度濃縮鈾。國際原子能機構隨后認定伊朗進行鈾濃縮活動，且沒有按照規定接受核查。

2003年9月，國際原子能機構隨后首次通過決議，要求伊朗盡快簽署《不擴散核武器條約》附加議定書，終止提煉濃縮鈾試驗。

2003年12月，在代表歐盟的法德英三國的斡旋下，伊朗正式簽署了《不擴散核武器條約》附加議定書。但伊朗一直強調和平利用核能資源的權利，并在暫停鈾濃縮活動方面多次出現反復。

2004年11月，法德英三國與伊朗舉行了多輪會談后在巴黎初步達成協議。由于雙方存有分歧，巴黎協議未能得到落實。

2005年6月，支持推動核項目的馬哈茂德·艾哈邁迪—內賈德當選伊朗總統。同年8月，伊朗恢復鈾濃縮活動。英法德中止談判，伊核問題再度升溫。

2006年1月3日，伊朗宣布已恢復中止兩年多的核燃料研究工作，引起國際社會的強烈反應。

2006年1月中旬，美、俄、中、英、法即聯合國安理會五個常任理事會國決定，由國際原子能機構把伊朗核問題提交安理會，安理會隨后通過主席聲明，要求伊朗在30天內中止一切核活動。這標志著安理會正式介入伊朗核問題。

2006年12月，由于伊朗拒絕停止鈾濃縮活動，安理會通過第1737號決議，首次對伊朗實施制裁。截至2010年，安理會共通過6份伊朗核問題決議，實施4輪制裁，包括凍結伊朗核計劃相關人員和企業在國外的資產、禁止向伊朗轉讓核技術、禁止伊朗進口重型武器裝備、進行任何與可運載核武器彈道導彈有關的活動。

2008年7月起，六國與伊朗先后舉行多輪對話，由于雙方在鈾濃縮、制裁等核心問題上分歧嚴重，伊朗核談判一直未能取得明顯進展。

2013年6月，立場溫和的哈桑·魯哈尼當選伊朗總統，在伊核問題上展現務實和開放態度。同年9月，魯哈尼首次參加聯合國大會，表示伊朗愿意推進伊核問題對話。

2013年10月，六國與伊朗在日內瓦舉行魯哈尼政府成立以來首輪對話，并達成伊朗核問題持續10多年來的首份臨時性協議，伊朗同意以部分中止核項目換取部分解除制裁，協議2014年1月生效。各方約定2014年7月底達成最終全面協議。這一期限到期后，延長至同年11月，隨后又延長至今年6月底。

2015年4月2日，伊朗與六國在瑞士洛桑經過連續8天談判，就伊朗核問題各個焦點達成框架性解決方案，為下一步達成最終全面協議奠定基礎。

2015年7月14日，經多輪談判后，西方和伊朗外交官均表示，在“掃清最后的障礙”后，伊朗與伊核問題六國已經就歷史性的核協議達成一致。各國將于北京時間14日下午召開最后一次全體會議，隨后將召開新聞發布會。